Mikroskopia elektronowa

Dla uzyskania wielkich powiększeń konieczne jest użycie promieniowania o fali znacznie krótszej niż światło widzialne czy ultrafiolet. Promieniowanie takie istnieje w przyrodzie; jest ono związane z elektronem: długość fali jest odwrotnie proporcjonalna do szybkości elektronu. Strumień elektronów emitowany np. przez ogrzaną katodę metalową w kineskopie telewizora może być odchylany, odbijany, uginany za pomocą układów porównywalnych z układami optycznymi. Można więc budować układy elektryczne, spełniające funkcję podobną jak soczewki w układach optycznych – przy czym, dzięki temu że ich działanie jest stopniowe, można uzyskać dowolne systemy soczewek rozpraszających lub skupiających, stąd też różnorodność stosowanych konstrukcji. Do uzyskania olbrzymich szybkości elektronów w wiązce na anodę wystarczy przyłożyć odpowiednio wysokie napięcie – szybkość jest proporcjonalna do pierwiastka kwadratowego napięcia. Na przykład przy napięciu 100 000 V uzyskuje się szybkość elektronów 164 000 km/s, a długość fali odpowiadająca tej szybkości wynosi 4,44- 10~10cm, jest więc 100 000 razy mniejsza niż średnia długość fali światła widzialnego. W ten sposób użycie promieni katodowych pozwala na uzyskiwanie znacznie większych powiększeń.

Skanowanie

Mówiliśmy już o niewielkiej zdolności przenikania elektronów przy napięciach kilku tysięcy woltów. Zmusza ona do stosowania w pewnych przypadkach próbek bardzo cienkich, zdjętych z powierzchni grubego preparatu i do umieszczania ich na membranach kolodionowych, które są wystarczająco cienkie do tego, by je badać w prześwicie. Sposób ten jest jednak trudny do zastosowania w praktyce. Nowe i rewolucyjne wprost rozwiązanie polega na odwołaniu się do znanej od roku 1935 zasady mikroskopu elektronowego ze skanowaniem; dotychczas jednak zasada ta nie dawała się zastosować w praktyce. Obecnie jednak istnieją urządzenia pozwalające na badanie przedmiotów nieprzezroczystych techniką będącą połączeniem techniki mikroskopu elektronowego i techniki telewizyjnej. W zwykłym mikroskopie elektronowym wszystkie punkty obrazu otrzymuje się jednocześnie; w aparacie ze skanowaniem przeciwnie, obraz powstaje w ten sam sposób jak obraz na ekranie telewizora: poszczególne punkty preparatu są skanowane, linia po linii, strumieniem elektronów poruszającym się ruchem przemiennym. Sygnały elektryczne odpowiadające różnym tonalnościom świetlnym obrazu są przekazywane do lampy telewizyjnej, umożliwiającej obserwację bezpośrednią bądź rejestrację fotograficzną.

Synchronizacja

Do uzyskania doskonałej synchronizacji strumieni elektronów, analizującego i tworzącego obraz, trzeba było skonstruować niezwykle złożone urządzenia. W rezultacie rozdzielczość uzyskiwana za pomocą tej metody jest niższa niż w zwykłych mikroskopach. Lecz zalety metody są niezaprzeczalne: duża głębia ostrości – co najmniej 300 razy większa niż w mikroskopach optycznych, a powiększenie przekracza 220 000 razy. Uzyskiwana głębia ostrości jest tak duża, że metoda ta pozwala na obserwację obrazów robiących wrażenie trójwymiarowych, co więcej – w obrazach tych można dostrzec szczegóły niewidoczne bezpośrednio. Mikroskop elektronowy ze skanowaniem wypełnia ważną lukę-umożliwia badania obiektów grubych bez specjalnych zabiegów wstępnych. Możliwe staje się obserwowanie szczegółów powierzchni metali i półprzewodników, przełomów ceramicznych włókien naturalnych i sztucznych, drobnorganów insektów- przy różnych stopniach powiększenia; można łatwo badać obiekt. kruche bez obawy rozbicia ich lub rozdarcia, Skanowanie elektronowe pozwala również na otrzymywanie barwnych obrazów stereoskopowych. Zastosowanie tej metody całkowicie zmieniło nasze wyobrażenia o wyglądzie małych obiektów – ich obraz otrzymujemy z taką głębią ostrości, jakiej nie może dać mikroskop optyczny. Przy powiększeniach ok. 10 000x do 30 000x aparat taki stwarza nowe możliwości badania struktur komórkowych. Naświetlenie strumieniem elektronów jest w takim mikroskopie o wiele słabsze niż w klasycznym mikroskopie elektronowym. Także możliwość uzyskania reliefu i barwy stwarza najróżnorodniejsze zastosowania.

Fotografia ultraszybka

Zastosowanie w roku 1881 przez Ernsta Macha iskry elektrycznej do zdjęć migawkowych ultrakrótkich – do pojedynczych zdjęć, nie serii obrazów-stanowiło początek rozwoju fotografii ultraszybkiej. W latach 1892-1900 udało się jemu, a następnie innym, sfotografować w ten sposób pocisk wlocie. Przypomnijmy aparaty Mareya i jego asystenta Luciena Bulla, które dosłownie zlikwidowały tajemnicę czasu. Jednakże pierwszym praktycznym rozwiązaniem migawkowej fotografii szybkich ruchów była Stroborama braci Seguin zrealizowana w latach 1925-1926. Od tego czasu aparaty tego typu zostały znacznie ulepszone dzięki postępom w dziedzinie optyki i elektroniki. Fotografia ultraszybka umożliwia rejestrację zjawisk przebiegających z dużą szybkością, a więc wykonywanie zdjęć przy bardzo krótkim czasie naświetlenia, ok. 107-109 sekundy, oraz zdjęć filmowych o bardzo dużej częstotliwości. Można bez przesady powiedzieć, że fotografia ultraszybka pozwala na ?mikroskopową” analizę czasu. Dzięki niej można wykonać zdjęcia, których celem jest uzyskanie tylko jednego obrazu obiektu poruszającego się bardzo szybko, obrazu w określonych pozycjach, specjalnie interesujących, zdjęcia służące obserwacji i badaniu mechanizmu zjawisk szybko przebiegających. Zasadnicze problemy fotografii ultraszybkiej stanowią wymagane w niej: bardzo krótki czas naświetlania, dostateczne oświetlenie i – w przypadku serii zdjęć – bardzo duża ich częstotliwość.

Oświetlenie błyskowe

Do fotografii ultraszybkiej jedno-zdjęciowej stosuje się oświetlenie pojedynczymi błyskami. Są one wyzwalane w momencie, gdy fotografowany obiekt znajduje się w pożądanym miejscu, przy czym w trakcie swego ruchu działa on na urządzenie synchronizujące wyzwolenie błysku. Błysk pozwala na zarejestrowanie obiektu lub jego cienia. Oświetlenie ciągłe nie jest tu wskazane, gdyż towarzyszy mu znaczne wydzielanie ciepła oraz wymagane są duże moce elektryczne urządzeń zasilających. Do uzyskania w bardzo krótkim czasie dostatecznej ilości światła konieczne jest użycie źródła światła znajdującego się bardzo blisko obiektu, gdyż intensywność oświetlenia zależy od odległości. Użyte do zdjęć oświetlenie powinno zawierać jak najmniej promieniowania podczerwonego powodującego ogrzewanie obiektu. Do sfilmowania np. uderzenia twardego przedmiotu w przednią szybę samochodu – w celu zbadania zjawiska pękania szyby, które trwa ok. 40 mikrosekund – można przyjąć, że wystarczy wykonanie 8 zdjęć. Często jednak konieczne jest sfilmowanie zjawisk o wiele krótszym przebiegu. Ich filmowanie może trwać dość długo, gdyż moment, w którym następuje najbardziej interesująca faza zjawiska, nie daje się przewidzieć, np. zerwanie nici lub pęknięcie bańki.

Fotografia zdjecia krajobrazow czym jest barwa jasnosc jasnosc we wnetrzach naturalnosc o 2 lista rozrywkowa cechy niefotogenicznosci nieporzadek i chaos nieprawidlowe swiatlo falszerstwo jak widziec fotograficznie rzeczywistosc o 3 lista rozrywkowa o 2 jak ksztaltowac obraz fotograficzny jak korzystac z energii elektrycznej przerwanie obwodu barwa przezroczy jak eksponowac przy swietle sztucznym o 4 lista rozrywkowa o 3 lampa blyskowa swiatlo decyduje o nastroju obrazu swiatlo wplywa na efekt swiatlocienia funkcja cienia cien jako forma o 5 lista rozrywkowa o 4 przerysowanie perspektywiczne obiektu papiery barwne wywolywanie swiatlo lampy przebieg pracy o 6 lista rozrywkowa o 5 praktyka powiekszania jak przechowywac chemikalia wywolywacze jak przygotowywac roztwory etykiety o 7 lista rozrywkowa o 6 woda do roztworow temperatura kapieli stezenie roztworow widzenie fotograficzne widzenie oka o 8 lista rozrywkowa o 7 reakcja oka czego nie widzi oko lustrzanki cechy fotogenicznosci pojecie cech fotogenicznosci o 9 lista rozrywkowa o 8 niedoskonale zdjecia niepewnosc poczatkujacego pojecie symbolu fotograficznego potrzeba sterowania podejscie do obiektu o 10 lista rozrywkowa o 9 ujecie cele ujec kierunek swiatla kontrast oswietlenia o 11 lista rozrywkowa o 10 sztuczne swiatlo swiatlo bezposrednie aureola i rozswietlenie nasadki zmiekczajace swiatlo odbite i przefiltrowane o 12 lista rozrywkowa o 11 stosowanie swiatla odbitego swiatlo dzienne zabarwione swiatlo niebieskie swiatlo swiatlo sztuczne o 13 lista rozrywkowa o 12 instrumenty astronomiczne lunety aparaty lunety i teleskopy pola gwiezdne o 14 lista rozrywkowa o 13 mglawice slonce i planety kontrast fazowy zywe preparaty mikroskopia interferencyjna o 15 lista rozrywkowa o 14 mikroskopia elektronowa skanowanie synchronizacja fotografia ultraszybka oswietlenie blyskowe o 16 lista rozrywkowa o 15 zrodla swiatla krotkie blyski szybkie fotografie urzadzenia synchronizujace materialy zdjeciowe lista rozrywkowa o 16