Ультрамикроскоп является микроскопом с системой , которая освещает объект таким образом , что позволяет просматривать крошечные частицы с помощью рассеяния света , а не отражение света или поглощения . Если диаметр частицы меньше или вблизи длиной волны от видимого света (около 500 нм ), то частица не может рассматриваться в световом микроскопе с обычными методами освещения.
В системе наблюдаемые частицы диспергированы в жидком или газовом коллоиде (или, реже, в более крупной суспензии ). Коллоид помещается в темный корпус, поглощающий свет, и освещается сходящимся пучком интенсивного света, проникающего с одной стороны. Свет, попадающий на коллоидные частицы, будет рассеиваться. В дискуссиях о рассеянии света сходящийся луч называют « конусом Тиндаля ». Сцена просматривается в обычный микроскоп, расположенный под прямым углом к направлению светового луча. Под микроскопом отдельные частицы будут выглядеть как маленькие нечеткие световые пятна, движущиеся нерегулярно. Пятна по своей природе нечеткие, потому что рассеяние света дает более нечеткие изображения, чем отражение света. В большинстве типов жидких и газовых коллоидов частицы находятся в броуновском движении , что вызывает движение пятен. Система ультрамикроскопа также может использоваться для наблюдения крошечных непрозрачных частиц, диспергированных в прозрачном твердом веществе или геле.
Ультра- в ультрамикроскопе относится к способности видеть объекты, диаметр которых меньше , чем длина волны видимого света, на модели ультра- в ультрафиолетовой области .
Ультрамикроскопы использовались для общих наблюдений за аэрозолями и коллоидами , при изучении броуновского движения , наблюдении ионизационных треков в камерах облака и при изучении биологической ультраструктуры .
В 1902 году ультрамикроскоп был разработан Ричардом Адольфом Зигмонди (1865–1929) и Генри Зидентопфом (1872–1940), сотрудниками Carl Zeiss AG . Применяя яркий солнечный свет для освещения, они смогли определить размер небольших наночастиц размером 4 нм в клюквенном стекле . Зигмонди усовершенствовал ультрамикроскоп и в 1912 году представил иммерсионный ультрамикроскоп, который позволил наблюдать взвешенные наночастицы в определенных жидких объемах. В 1925 году он был удостоен Нобелевской премии по химии за исследования коллоидов и ультрамикроскопа.
Позднее развитие электронных микроскопов предоставило дополнительные возможности видеть объекты, слишком маленькие для световой микроскопии.
Смотрите также
- Темнопольная микроскопия - другой метод, использующий рассеяние света на темном фоне.
- Световая люминесцентная микроскопия
Рекомендации
- Нобелевская лекция Р.А. Жигмонди: Свойства коллоидов (включая краткое объяснение ультрамикроскопа)
- Маппес, Тимо; Яр, Норберт; Чаки, Андреа; Фоглер, Надин; Попп, Юрген; Фриче, Вольфганг (2012). «Изобретение иммерсионной ультрамикроскопии в 1912 году - рождение нанотехнологии?». Angewandte Chemie International Edition . 51 (45): 11208–11212. DOI : 10.1002 / anie.201204688 . PMID 23065955 .- Описание раннего развития ультрамикроскопов и демонстрация использования старинного иммерсионного ультрамикроскопа с видео, на котором ярко движутся наночастицы серебра размером 50 нм.
- Старинный иммерсионный ультрамикроскоп с оптикой по патенту 1912 г.