אינטרנט  |  ynet  |  בעלי מקצוע  |  קניות  |  ספקים למשרד
|שלום אורח
התחבר
|הירשמו ל-ynet

   חדשות תוכן ועדכונים 24 שעות - Ynet


מיקרוסקופ אופטי
מיקרוסקופ אופטי צילום: סי די בנק
 
מיקרוסקופ אלקטרונים
מיקרוסקופ אלקטרונים צילום: גטי אימג' בנק ישראל
 
 פורמט להדפסה  הדפס

אתרים נוספים
 אסופת קישורים בנושא


ערכים קשורים
 עדשה
 אנטוני פן לוונהוק
 אור
 צילום
 מראה
 גל
  הדוכס לואי-ויקטור-פייר-ריימון דה ברויי
 אלקטרון
 שדה
 ריק
 פרס נובל
 תורת הקוונטים
 טונגסטן
 אלקטרוסטטיקה
 ננוטכנולוגיה
 מוליך-למחצה
 לייזר ומייזר
 קול


תחומים קשורים
 מדידה
 פיסיקה


 
 
 

מיקרוסקופ


Microscope

המיקרוסקופ האופטי |  מיקרוסקופי האלקטרונים |  מיקרוסקופ המנהור ומיקרוסקופ הכוח האטומי |  מיקרוסקופים אקוסטיים

מיקרוסקופ, מכשיר המאפשר צפייה בגופים קטנים מאוד ויצירת תמונה מוגדלת ביותר שלהם. יש שני סוגים עיקריים של מיקרוסקופים: אופטיים, שבהם התמונה נוצרת באמצעות אור נראה, ומיקרוסקופי אלקטרונים, שבהם התמונה נוצרת באמצעות עיבוד ממוחשב של אלומת אלקטרונים. אלה האחרונים מחולקים שוב לכמה סוגים.

 


המיקרוסקופ האופטי

יכולתה של עדשה עשויית זכוכית להגדיל תמונה היתה ידועה עוד בימי הביניים, אולם כושר ההגדלה של עדשה יחידה מוגבל למדי, מה גם שהתמונה המוגדלת כוללת עיוותים אופטיים שונים. לקראת סוף המאה ה-16 הוחל בפיתוח התקנים שיש ביכולתם להתגבר על בעיות אלה, ובתוך זמן קצר נכנס לשימוש המונח "מיקרוסקופ" (מיוונית: "רואה דברים קטנים"). ב-1600 כבר היו בשימוש מיקרוסקופים אופטיים מרוכבים, דהיינו בעלי שתי עדשות. בדרך זו התאפשרה הגדלה טובה יותר, וב-1678 השתמש לראשונה ההולנדי אנטוני פן לוונהוק במיקרוסקופ (בעל עדשה יחידה, אך מלוטשת היטב) בתצפיות ביולוגיות. אולם הבעיות האופטיות הכרוכות בעיוות התמונה ובסילוף צבעיה נפתרו רק במאה ה-19.

המיקרוסקופ האופטי המודרני כולל שתי מערכות עיקריות של עדשות, העצמית (אובייקטיב) הקרובה אל העצם הנצפה, והעינית (סובייקטיב), הקרובה לעין הצופה. בין שתי אלה מפריד הקנה שבו עובר האור הנושא את התמונה מהעצמית לעינית. מלבד זאת מצויד המיקרוסקופ במקור אור חזק להארת העצם. העינית והעצמית אינן עדשות יחידות בימינו, אלא מערכות אופטיות משוכללות של עדשות ומראות, להגדלת התמונה ולתיקון עיוותיה.

 

תנועת קרני האור במיקרוסקופ אופטי

 

 

מיקרוסקופים רבים מצוידים בכמה עצמיות שאפשר להחליף ביניהן כדי לקבל תמונה בהגדלה הרצויה. חלקם מצוידים גם בשתי עיניות, עם מערכת הפרדה המאפשרת ליצור תמונה תלת-ממדית של העצם. אלה נקראים מיקרוסקופים סטריאוסקופיים, או בינקולריים; למעשה, מוטב לתארם כשני מיקרוסקופים נפרדים, צמודים זה לזה, הצופים באותו עצם מזוויות שונות במקצת. לעתים מוחלפת העינית במצלמה רגילה, או במערכת אלקטרונית המאפשרת לצלם את העצם או לסרוק אותו במישרין למחשב, כך שתמונתו מופיעה על צג. לשימושים אחרים, יש המשתמשים במיקרוסקופ מקטב, הצופה בעצם באמצעות אור מקוטב. סוג מיוחד אחר הוא המיקרוסקופ מחזיר האור, שפעולתו מבוססת על שימוש במראות קעורות וקמורות במקום עדשות.

יש מגבלה פיסיקלית ליכולת ההגדלה של כל מיקרוסקופ אופטי: אין הוא מסוגל להבחין בפרטים שגודלם נופל מאורך הגל של אור נראה. לפיכך יש ביכולתו להגדיל עצמים פי 1,500, אך לא יותר. כדי להבחין בפרטים קטנים יותר, יש צורך במיקרוסקופים מסוג שונה לגמרי.

 


מיקרוסקופי האלקטרונים

ב-1924 קבע הפיסיקאי הצרפתי לואי דה ברויי כי אלומה של אלקטרונים נוהגת כאלומת אור לכל דבר, מלבד זאת שאורך הגל שלה הרבה יותר קטן. מכאן עלה הרעיון לבנות מיקרוסקופ בהסתמך על עיקרון זה.

מיקרוסקופי האלקטרונים הראשונים שנבנו, בשנות ה-30 של המאה ה-20, היו מהסוג הקרוי כיום מיקרוסקופ חודר, או מיקרוסקופ העברה (transmission). שדות חשמליים, תחילה אלקטרוסטטיים ובהמשך אלקטרודינמיים, משמשים בהם לריכוז אלומת האלקטרונים, ומשום כך קרויים השדות הללו "עדשות". מיקרוסקופ מסוג זה כולל: מקור אלקטרונים - שפופרת קתודית הפולטת אלומה רצופה; מערכת ליצירת תמונה, ה"אוספת" את האלקטרונים שעברו דרך העצם וממירה אותם לתמונה; מערכת להצגת התמונה, לרוב בהקרנה על צג; ומערכת ליצירת רִיק, משום שאלומות אלקטרונים אינן מסוגלות לעבור מרחקים משמעותיים באוויר, ויש צורך ביצירת ריק לכל אורך הדרך שעושה האלומה.

התמונה נוצרת לא ע"י החזרת האלומה מעל פני העצם, כמו במיקרוסקופ אופטי, אלא על-ידי בדיקת תבנית פיזורם של האלקטרונים הפוגעים בעצם. בדרך זו אפשר לקבל הגדלה פי 250,000 בערך, ובמיקרוסקופים חדשים ניתן להגיע להגדלה של פי מיליון, ואף יותר. בעבר, אחד החסרונות הבולטים של מיקרוסקופ מסוג זה הוא שלא ניתן היה לבדוק באמצעותו דוגמאות ביולוגיות, שכן הן ניזוקו בריק, ופגיעת האלקטרונים הרסה את הרקמות. כדי להתגבר על כך, פותחו מיקרוסקופים שמתח האצת האלקטרונים שלהם גבוה במיוחד, משום שכך נגרם פחות נזק לרקמות. מלבד זאת פותחו דרכים שונות לקיבוע הדוגמאות כדי להגן על שלמותן בתהליך הצפייה. כיום ניתן להשתמש במיקרוסקופים אלה לבחינת דוגמאות ביולוגיות, המאפשרים פענוח תהליכים ופרטים זעירים ביותר בתחום הביולוגיה.

סוג אחר, חדיש יותר, הוא המיקרוסקופ הסורק (scanning). זה מעביר אלומת אלקטרונים על-פני העצם הנבדק. פגיעת האלקטרונים מעוררת את אטומי החומר לפלוט אלקטרונים "משניים", ואלה נאספים בעצמית ומעובדים בדומה לדרך פעולתו של מיקרוסקופ התמסורת (המיקרוסקופ הסורק סובל אף הוא מאותן מגבלות שנובעות מהצורך בריק גבוה). יתרונו בכך שהוא מאפשר צפייה בפני השטח של עצמים גדולים (בעוד שמיקרוסקופ התמסורת מאפשר את בדיקתן של פרוסות דקיקות בלבד), והוא מסוגל להפריד בין פרטים שגודלם ננומטר אחד. בשילוב שני הסוגים, אפשר לקבל תמונה מצרפית של פני הדוגמה ושל תוכה.

 

 


מיקרוסקופ המנהור ומיקרוסקופ הכוח האטומי

ב-1981 הציגו השוויצרים גרד בינינג והיינריך רורר סוג חדש של מיקרוסקופ אלקטרונים (ועל כך זכו בפרס נובל לפיסיקה לשנת 1986). עקרון פעולתו מבוסס על אחד מסממניה המוזרים ביותר של מכניקת הקוונטים: תוצא המנהרה, המאפשר לחלקיקים (כגון אלקטרונים) להימצא בהסתברות מסוימת (קטנה מאוד) במקומות שהפיסיקה הקלסית אינה מתירה להם להימצא. ממרחק קטן מאוד (כמה עשרות ננומטרים), אפשר לקלוט את האלקטרונים הללו וליצור תמונה של המשטח שממנו נפלטו.

מיקרוסקופ המנהור הסורק (STM) עשוי מחט דקיקה מאוד של טונגסטן הנעה בגובה זערורי מעל המשטח הנסרק. מתח חשמלי קטן מופעל בינה לבין המשטח, והוא הגורם לאלקטרונים מן המשטח "לעבור במנהרה" אל המחט וליצור בה זרם חשמלי, המועבר אחרי הגברתו לניתוח במחשב. בדרך זו אפשר לקבל את מפת פני השטח של העצם, עד כדי הפרדה בין אטומים יחידים. יתר על כן, יצירת שדה חשמלי חזק בין המחט לבין המשטח מאפשרת לעקור אטומים יחידים ממקומם ולהעבירם למקום אחר. זהו הבסיס לרעיונות בדבר פיתוחה של הננוטכנולוגיה - טכנולוגיה עתידנית, שתאפשר בניית דברים מאטומים בדידים.

 

סוג שונה בתכלית של מיקרוסקופ הוא מיקרוסקופ הכוח האטומי (AFM). מחט עשויה חומר קרמי או מוליך-למחצה חולפת בקרבת המשטח הנסרק, כך שנוצר כוח דחייה אלקטרוסטטי בין האלקטרונים של אטומי המחט לבין אלה של אטומי המשטח. הדחייה גורמת לתזוזות בזרוע הנושאת את המחט, ותזוזות אלה מתורגמות בעזרת קרן לייזר למפה של פני השטח. יתרונו הגדול של טיפוס זה של מיקרוסקופ, בניגוד ל-STM, בכך שאין צורך שהמשטח הנסרק יהיה עשוי חומר מוליך, ולכן הוא מאפשר בדיקת חומרים שאינם מוליכים.

 


מיקרוסקופים אקוסטיים

בשנות ה-40 של המאה ה-20 הציג סרגיי סוקולוב הרוסי רעיון חדש לגמרי לפעולת מיקרוסקופים, שיש בו כדי להתגבר על כמה מהבעיות המכבידות על השימוש במיקרוסקופ אופטי ביישומים מסוימים (כמו בדיקת עצמים בולעי אור או אטוּמים לאור): שימוש בגלי קול במקום גלי אור. הטכנולוגיה שהיתה קיימת אז לא אפשרה את יישום הרעיון, אולם בשנות ה-70 הוחל בבניית מיקרוסקופים אקוסטיים. אלה מבוססים על התקן פיאזו-חשמלי הפולט גלים אקוסטיים בתדירות גבוהה מאוד (בסביבות 3,000 מה"ץ), המסוגלים לעבור גם בחומרים שאור רגיל היה נבלע בהם. קליטת הגלים המוחזרים או המתבדרים עם מעברם בעצם מאפשרת ליצור תמונה אופטית שלו, באמצעות ממירים מתאימים.

 


יש לכם הערה לערך ?


חזרה לעמוד הקודם
חזרה לעמוד הראשי של האנציקלופדיה

חדשות
דעות
כלכלה
ספורט
צרכנות
תרבות ובידור
רכילות Pplus
מחשבים
בריאות
ירוק
יהדות
תיירות
רכב
אוכל
יחסים
סרטים
הוט
כלכליסט
משחקים
מקומי
לימודים
מדע
לאישה
דרושים
ynet-shops
ynettours
winwin
בעלי מקצוע
ביגדיל
 

אודות ועזרה
כתבו אלינו
עזרה
מדיניות פרטיות
תנאי שימוש
מפת האתר
ארכיון
מרכזי המבקרים
Israel News
 
אודות האתר
RSS
הפוך לדף הבית
ynet בסלולר
ניוזלטרים
פרסמו אצלנו
אנציקלופדיה
באבלס
ערוצי תוכן
חדשות
כלכלה
ספורט
תרבות
בריאות
מחשבים
נופש
Xnet
Yschool
יהדות
דעות
צרכנות
תיירות
אוכל
רכב
בעלי חיים
שופינג לאשה
כיכר השבת
יחסים
אסטרולוגיה
מעורבות
ירוק
לאשה
דילים
ynetArt
kick
כלכליסט
בלייזר
רכילות Pplus
מנטה
משחקים
mynet
מפות
פרוגי
כלים ושירותים
קניות
מניות
דרושים
מחירון רכב
דירות להשכרה
קופונים
זיכרונט
ידיעות בתי ספר
ידיעות אחרונות
דירות למכירה
לוח רכב
יד שניה
בעלי מקצוע
משחקים Games
עברית
דירות חדשות


YIT  - פיתוח אינטרנט ואפליקציותApplication delivery by radwarePowered by Akamaiהאתר פועל ברישיון אקו"םהאתר פועל ברישיון תל"יאקטיב טרייל
-nc  כל הזכויות שמורות לידיעות אינטרנט ©