Микроскоп с обозначениями. Электронный микроскоп: устройство, принцип работы и применение

Что такое электронный микроскоп. Как устроен и работает электронный микроскоп. Какие виды электронных микроскопов существуют. Где применяются электронные микроскопы. Каковы преимущества и недостатки электронной микроскопии.

Что такое электронный микроскоп и как он устроен

Электронный микроскоп — это прибор, позволяющий получать сильно увеличенные изображения объектов с помощью пучка электронов. В отличие от оптических микроскопов, использующих световые лучи, электронные микроскопы применяют поток ускоренных электронов для формирования изображения.

Основные компоненты электронного микроскопа:

• Электронная пушка — источник электронов
• Система электромагнитных линз для фокусировки электронного пучка
• Предметный столик для размещения образца
• Детекторы для регистрации взаимодействия электронов с образцом
• Вакуумная камера
• Система формирования изображения

Электроны, испускаемые катодом электронной пушки, ускоряются высоким напряжением (обычно 30-1000 кВ) и фокусируются электромагнитными линзами в узкий пучок. Этот пучок взаимодействует с тонким образцом, в результате чего образуется увеличенное изображение.

Принцип работы электронного микроскопа

Принцип работы электронного микроскопа основан на взаимодействии пучка ускоренных электронов с исследуемым образцом. При этом возникают различные эффекты:

• Упругое рассеяние электронов
• Неупругое рассеяние с потерей энергии
• Генерация вторичных электронов
• Возникновение характеристического рентгеновского излучения

Регистрация этих эффектов специальными детекторами позволяет получить информацию о структуре и составе образца. Формирование изображения происходит за счет различий во взаимодействии электронов с разными участками образца.

Основные виды электронных микроскопов

Существует два основных типа электронных микроскопов:

Просвечивающий электронный микроскоп (ПЭМ)

В ПЭМ электронный пучок проходит через тонкий образец толщиной до 100 нм. Изображение формируется за счет рассеяния и поглощения электронов различными участками образца. ПЭМ позволяет получать изображения с разрешением до 0,1 нм и исследовать внутреннюю структуру материалов.

Растровый электронный микроскоп (РЭМ)

В РЭМ тонко сфокусированный электронный зонд сканирует поверхность образца. Изображение формируется путем регистрации вторичных и отраженных электронов. РЭМ обеспечивает разрешение до 1 нм и дает информацию о рельефе и составе поверхности.

Области применения электронных микроскопов

Электронные микроскопы нашли широкое применение в различных областях науки и техники:

• Материаловедение — исследование структуры и свойств материалов
• Биология — изучение ультраструктуры клеток и тканей
• Нанотехнологии — контроль наноструктур и наноустройств
• Полупроводниковая промышленность — контроль качества микросхем
• Криминалистика — анализ микрочастиц вещественных доказательств
• Геология — изучение минералов и горных пород

Преимущества и недостатки электронной микроскопии

Основные преимущества электронных микроскопов:

• Сверхвысокое разрешение — до 0,1 нм
• Большая глубина резкости
• Возможность элементного анализа
• Получение 3D-изображений поверхности

Недостатки электронной микроскопии:

• Высокая стоимость оборудования
• Сложность пробоподготовки образцов
• Необходимость вакуума
• Невозможность исследования живых объектов

Сравнение электронных и оптических микроскопов

В чем ключевые отличия электронных микроскопов от световых?

• Разрешающая способность — у электронных на порядки выше
• Увеличение — электронные дают увеличение до 1 000 000 раз, световые — до 2000 раз
• Глубина резкости — у электронных значительно больше
• Исследуемые объекты — электронные не подходят для живых образцов
• Стоимость — электронные микроскопы намного дороже

При этом оптические микроскопы остаются незаменимыми для исследования живых объектов и не требуют сложной пробоподготовки.

Перспективы развития электронной микроскопии

Основные направления совершенствования электронных микроскопов:

• Повышение разрешающей способности до уровня отдельных атомов
• Развитие методов in-situ исследований в различных средах
• Создание микроскопов с коррекцией аберраций
• Разработка новых методов 3D-визуализации наноструктур
• Комбинирование электронной микроскопии с другими методами анализа

Это позволит расширить возможности изучения материалов и биологических объектов на атомарном уровне.

ЭЛЕКТРОННЫЙ МИКРОСКОП • Большая российская энциклопедия

• В книжной версии

  Том 35. Москва, 2017, стр. 327-328

• Скопировать библиографическую ссылку:

  ---

Авторы: П. А. Стоянов

ЭЛЕКТРО́ННЫЙ МИКРОСКО́П, при­бор для на­блю­де­ния и фо­то­гра­фи­ро­ва­ния мно­го­крат­но (до 10⁶ раз) уве­ли­чен­но­го изо­бра­же­ния объ­ек­тов, в ко­то­ром ис­поль­зу­ют­ся элек­трон­ные пуч­ки с энер­ги­ей 30–1000 кэВ. Пер­вый маг­нит­ный про­све­чи­ваю­щий Э. м. (ПЭМ) по­строи­ли нем. фи­зик М. Кнолль и Э. Рус­ка. В 1931 они по­лу­чи­ли изо­бра­же­ние объ­ек­та, сфор­ми­ро­ван­ное пуч­ка­ми элек­тро­нов. В 1938 в Гер­ма­нии и в 1942 в США бы­ли по­строе­ны пер­вые рас­тро­вые Э. м. (РЭМ), по­сле­до­ва­тель­но ска­ни­рую­щие объ­ект тон­ким элек­трон­ным пуч­ком (зон­дом).

Просвечивающие электронные микроскопы

Са­мой вы­со­кой раз­ре­шаю­щей спо­соб­но­стью, в неск. ты­сяч раз боль­шей, чем у оп­тич. мик­ро­ско­пов, об­ла­дают ПЭМ. Пре­дел раз­ре­ше­ния ПЭМ со­став­ля­ет 0,15–0,3 нм, что по­зво­ля­ет на­блю­дать атом­ную струк­ту­ру ис­сле­дуе­мых объ­ек­тов. Столь вы­со­кие раз­ре­ше­ния до­с­ти­га­ют­ся бла­го­да­ря чрез­вы­чай­но ма­лой дли­не вол­ны элек­тро­нов. При этом в ПЭМ ис­поль­зу­ют маг­нит­ные элек­трон­ные лин­зы, у ко­то­рых абер­ра­ции на по­ря­док мень­ше, чем у элек­тро­ста­ти­че­ских. Под­бо­ром диа­фраг­мы уда­ёт­ся сни­зить сфе­рич. абер­ра­цию объ­ек­ти­ва, влияю­щую на раз­ре­шаю­щую спо­соб­ность ПЭМ.

Раз­ли­ча­ют ПЭМ вы­со­ко­го раз­ре­ше­ния, уп­ро­щён­ные и с по­вы­шен­ным ус­ко­ряю­щим на­пря­же­ни­ем.

ПЭМ с вы­со­кой раз­ре­шаю­щей спо­соб­но­стью (0,15–0,3 нм) ис­поль­зу­ют­ся для на­блю­де­ния изо­бра­же­ния объ­ек­тов, изу­че­ния их струк­ту­ры элек­тро­но­гра­фич. ме­то­дом (см. Элек­тро­но­гра­фия), про­ве­де­ния ло­каль­но­го ко­ли­че­ст­вен­но­го спек­траль­но­го ана­ли­за и др.

Ус­ко­ряю­щее элек­тро­ны на­пря­же­ние в вы­со­ко­раз­ре­шаю­щих Э. м. со­став­ля­ет 100–400 кВ. От его ве­ли­чи­ны за­ви­сит тол­щи­на объ­ек­та, ко­то­рую мож­но «про­све­тить» элек­трон­ным пуч­ком. В Э. м. с на­пря­же­ни­ем 100 кВ изу­ча­ют объ­ек­ты тол­щи­ной от 1 до не­сколь­ких де­сят­ков нм.

Электронно-оптическая схема просвечивающего электронного микроскопа: 1 – катод; 2 – фокусирующий цилиндр; 3 – ускоритель; 4 – короткофокусный конденсор, создающий уменьшенное и…

Схе­ма элек­трон­но-оп­тич. сис­те­мы ПЭМ пред­став­ле­на на рисунке. Пу­чок элек­тро­нов, ис­точ­ни­ком ко­то­рых слу­жит тер­мо­ка­тод, фор­ми­ру­ет­ся в элек­трон­ной пуш­ке и вы­со­ко­вольт­ном ус­ко­ри­те­ле, за­тем два­ж­ды фо­ку­си­ру­ет­ся кон­ден­со­ра­ми, со­здаю­щи­ми на объ­ек­те элек­трон­ное «пят­но» ма­лых раз­ме­ров (диа­мет­ром 1–20 мкм).

По­сле про­хо­ж­де­ния сквозь объ­ект часть элек­тро­нов рас­сеи­ва­ет­ся и за­дер­жи­ва­ет­ся апер­тур­ной диа­фраг­мой. Не­рас­се­ян­ные элек­тро­ны про­хо­дят че­рез от­вер­стие диа­фраг­мы и фо­ку­си­ру­ют­ся объ­ек­ти­вом в пред­мет­ной плос­ко­сти про­ме­жу­точ­ной элек­трон­ной лин­зы. Здесь фор­ми­ру­ет­ся пер­вое уве­ли­чен­ное изо­бра­же­ние. Сле­дую­щие лин­зы соз­да­ют вто­рое, третье и т. д. изо­бра­же­ния. По­след­няя (про­ек­ци­он­ная) лин­за фор­ми­ру­ет изо­бра­же­ние на лю­ми­нес­цент­ном эк­ра­не. Рас­сея­ние элек­тро­нов в разл. точ­ках объ­ек­та в за­ви­си­мо­сти от тол­щи­ны, плот­но­сти, струк­ту­ры и хи­мич. со­ста­ва объ­ек­та ме­ня­ет­ся от точ­ки к точ­ке. Со­от­вет­ст­вен­но из­ме­ня­ет­ся чис­ло элек­тро­нов, про­шед­ших че­рез апер­тур­ную диа­фраг­му, и плот­ность то­ка на изо­бра­же­нии. Воз­ни­ка­ет ам­пли­туд­ный кон­траст, ко­то­рый пре­об­ра­зу­ет­ся в све­то­вой кон­траст на эк­ра­не. Под эк­ра­ном Э. м. рас­по­ло­же­на фо­то­пла­стин­ка или ПЗС-ка­ме­ра, на ко­то­рую воз­дей­ст­ву­ют элек­тро­ны. Изо­бра­же­ние фо­ку­си­ру­ет­ся объ­ек­тив­ной маг­нит­ной лин­зой. Уве­ли­че­ние Э. м. ре­гу­ли­ру­ют то­ка­ми др. элек­трон­ных линз. Для ана­ли­за изо­бра­же­ния про­из­во­дят ана­ло­го­во-циф­ро­вое пре­об­ра­зо­ва­ние ин­фор­ма­ции и об­ра­бот­ку на ком­пь­ю­те­ре.

Уп­ро­щён­ные ПЭМ ис­поль­зу­ют для пред­ва­рит. про­смот­ра объ­ек­тов и в учеб­ных це­лях. Эти при­бо­ры про­сты по кон­ст­рук­ции, име­ют мень­шее (60–100 кВ) ус­ко­ряю­щее на­пря­же­ние; их раз­ре­шаю­щая спо­соб­ность 0,5–0,7 нм.

Сверх­вы­со­ко­вольт­ные Э. м. (СВЭМ) (ус­ко­ряю­щее на­пря­же­ние 1–3,5 MB) пред­став­ля­ют со­бой круп­но­га­ба­рит­ные со­ору­же­ния вы­со­той от 5 до 15 м. Для них обо­ру­ду­ют спец. по­ме­ще­ния или стро­ят отд. зда­ния. Пер­вые СВЭМ пред­на­зна­ча­лись для ис­сле­до­ва­ния объ­ек­тов боль­шой тол­щи­ны (1–10 мкм). По­сле ре­ше­ния слож­ных тех­нич. про­блем на СВЭМ дос­тиг­ну­та са­мая вы­со­кая для про­све­чи­ваю­щих Э. м. раз­ре­шаю­щая спо­соб­ность 0,13–0,17 нм, по­зво­лив­шая фо­то­гра­фи­ро­вать изо­бра­же­ния атом­ных струк­тур.

Растровые электронные микроскопы

с тер­мо­эмис­си­он­ной пуш­кой – са­мые рас­про­стра­нён­ные Э. м. Раз­ре­шаю­щая спо­соб­ность РЭМ со­став­ля­ет 5–10 нм и за­ви­сит от элек­трон­ной яр­ко­сти пуш­ки. Ус­ко­ряю­щее на­пря­же­ние ре­гу­ли­ру­ет­ся от 1 до 30–50 кВ. При по­мо­щи двух или трёх элек­трон­ных линз на по­верх­ность об­раз­ца фо­ку­си­ру­ет­ся уз­кий элек­трон­ный зонд. Маг­нит­ные от­кло­няю­щие ка­туш­ки раз­вёр­ты­ва­ют зонд по за­дан­ной пло­ща­ди на объ­ек­те. При взаи­мо­дей­ст­вии элек­тро­нов зон­да с объ­ек­том воз­ни­ка­ет неск. ви­дов из­лу­че­ний: вто­рич­ные и от­ра­жён­ные элек­тро­ны, оже-элек­тро­ны; рент­ге­нов­ское тор­моз­ное из­лу­че­ние, ха­рак­те­ри­сти­че­ское из­лу­че­ние и др. Из­лу­че­ния или то­ки элек­тро­нов ре­ги­ст­ри­ру­ют­ся со­от­вет­ст­вую­щи­ми де­тек­то­ра­ми, пре­об­ра­зую­щи­ми их в элек­трич. сиг­на­лы, ко­то­рые по­сле уси­ле­ния по­да­ют­ся на элек­трон­но-лу­че­вую труб­ку (ЭЛТ) и мо­ду­ли­ру­ют её пу­чок. На эк­ра­не ЭЛТ на­блю­да­ет­ся уве­ли­чен­ное изо­бра­же­ние объ­ек­та.

Фо­то­гра­фи­ру­ют изо­бра­же­ние не­по­сред­ст­вен­но с эк­ра­на ЭЛТ. Осн. дос­то­ин­ст­во РЭМ – вы­со­кая ин­фор­ма­тив­ность, бла­го­да­ря ис­поль­зо­ва­нию не­сколь­ких де­тек­то­ров. Осо­бен­но вы­со­кая раз­ре­шаю­щая спо­соб­ность РЭМ реа­ли­зу­ет­ся при фор­ми­ро­ва­нии изо­бра­же­ния с ис­поль­зо­ва­ни­ем вто­рич­ных элек­тро­нов.

Про­све­чи­ваю­щие рас­тро­вые Э. м. об­ла­да­ют столь же вы­со­кой раз­ре­шаю­щей спо­соб­но­стью, как и ПЭМ. В этих при­бо­рах при­ме­ня­ют­ся ав­то­эмис­си­он­ные пуш­ки.

Перспективы развития

Со­вер­шен­ст­во­ва­ние Э. м. про­во­дит­ся с це­лью уве­ли­че­ния объ­ё­ма по­лу­чае­мой ин­фор­ма­ции, а так­же улуч­ше­ния па­ра­мет­ров при­бо­ров, пре­ж­де все­го по­вы­ше­ния раз­ре­шаю­щей спо­соб­но­сти. Ве­дут­ся ра­бо­ты по соз­да­нию элек­трон­но-оп­тич. сис­тем с ма­лы­ми абер­ра­ция­ми (не­осе­сим­мет­рич­ные сис­те­мы кор­рек­ции абер­ра­ций, крио­ген­ная оп­ти­ка, лин­зы с кор­рек­ти­рую­щим про­стран­ст­вен­ным за­ря­дом в при­осе­вой об­лас­ти и др. ), од­на­ко они по­ка не при­ве­ли к ре­аль­но­му по­вы­ше­нию раз­ре­ше­ния Э. м. Про­дол­жа­ют­ся ра­бо­ты по соз­да­нию элек­трон­ных го­ло­гра­фич. сис­тем, в т. ч. с кор­рек­ци­ей час­тот­но-кон­тра­ст­ных ха­рак­те­ри­стик линз. Ми­ниа­тю­ри­за­ция элек­тро­ста­тич. линз и сис­тем с ис­поль­зо­ва­ни­ем дос­ти­же­ний мик­ро- и на­но­тех­но­ло­гий так­же бу­дет спо­соб­ст­во­вать ре­ше­нию про­бле­мы соз­да­ния элек­трон­ной оп­ти­ки с ма­лы­ми абер­ра­ция­ми.

Световые микроскопы и их виды

Световой микроскоп – это оптический прибор, позволяющий получить увеличенное изображение трудноразличимых невооруженным глазом или вообще невидимых объектов (либо деталей их структуры). В общем случае микроскоп состоит из штатива, предметного столика и подвижного тубуса с окуляром и объективом. Современные приборы оснащаются также специальной осветительной системой.

Микроскопы широко используются в самых разных отраслях промышленности, в области образования и науки, для проведения экспертиз. В зависимости от своего предназначения и конструктивных особенностей световые микроскопы подразделяются на металлографические, биологические, криминалистические, люминесцентные, поляризационные, инвертированные, стереомикроскопы и моновидеомикроскопы.

Биологические микроскопы

Наиболее знакомы обывателю биологические микроскопы. Их также называют лабораторными, медицинскими, микроскопами проходящего света и плоского поля. Их предназначение – изучение прозрачных и полупрозрачных объектов. Лабораторные микроскопы особенно широко применяются в различных областях биологии (ботанике, микробиологии, цитологии) и медицины, а также – в археологии, микроэлектронике, пищевой промышленности, геологии и т. д. Подобные устройства могут оснащаться или дополнительно комплектоваться специальными аксессуарами, насадками, светофильтрами, наборами объективов и окуляров, цифровыми фото- и видеокамерами.

Люминесцентные микроскопы

При работе люминесцентных микроскопов используются свойства флюоресцентного излучения, то есть способность некоторых объектов и красителей испускать свечение при облучении их ультрафиолетом или другими коротковолновыми лучами света.

Люминесцентный микроскоп снабжен мощным источником освещения с большой поверхностной яркостью, максимум излучения которого находится в коротковолновой области видимого спектра, системой светофильтров, а также интерференционной светоделительной пластинкой, применяемой при возбуждении люминесценции падающим светом. В современных люминесцентных микроскопах применяются специальные флюоресцирующие или ферментные метки, за счет чего удалось существенно уменьшить размеры оборудования. Подобные приборы особенно эффективны при исследованиях крови, клеток костного мозга, антигенных анализах.

Стереомикроскопы

Стереомикроскопы позволяют получать объемное изображение исследуемого объекта за счет наличия у него не одного, а сразу двух объективов, расположенных под углом. Стереомикроскопы обладают существенно большей глубиной резкости по сравнению с обычными микроскопами плоского поля. За счет наличия таких свойств подобные устройства могут эффективно использоваться в ряде областей промышленности, к примеру – в ювелирном деле. Помимо стандартных стереомикроскопов, получили распространение и цифровые модели.

Криминалистические микроскопы 

Криминалистические микроскопы предназначены для одновременного сравнительного анализа двух объектов. Подобные экспертизы позволяют выявить идентичность таких предметов, как волосы, гильзы, пули, волокна, нитки, ткани и пр. Для исключения возможных ошибок сегодня широко применяется дополнительное цифровое оборудование и программное обеспечение. Криминалистические микроскопы могут использоваться в комплексе с фото- и видеокамерами и персональными компьютерами.

Металлографические микроскопы

Металлографические микроскопы предназначены для изучения структуры поверхности непрозрачных материалов, в первую очередь металлов и сплавов. Подобные исследования производятся в отраженном свете. Для получения желаемого эффекта используются специальные системы линз и зеркал. Металлографические микроскопы по своей конструкции могут быть прямыми или инвертированными, а также портативными. Наиболее эффективными являются современные цифровые модели, позволяющие производить максимально точные исследования поверхности изучаемых объектов. Подобные приборы применяются в металлургии, машиностроении, археологии, геологии и т.д.

Поляризационные микроскопы

Поляризационные микроскопы относятся к наиболее сложным в технологическом плане типам оптического оборудования. Они используются для исследования материалов, обладающих нестандартными (анизотропными) оптико-кристаллическими свойствами. В процессе работы формируется поляризованный световой поток, который облучает изучаемый образец. Поляризованные микроскопы наиболее широко применяются в минералогии, кристаллографии, петрографии, а также при проведении гематологических, гистологических и других медицинских и микробиологических исследований.

Инвертированные микроскопы

Инвертированные микроскопы отличаются тем, что их объективы находятся под исследуемым предметом. Это позволяет работать с достаточно большими по своему объему объектами, а также использовать специальную лабораторную посуду и инструменты. При этом инвертированные микроскопы могут быть биологическими, люминесцентными, металлографическими и пр. Подобные приборы широко используются при различных научных и лабораторных исследованиях в микробиологии, медицине, машиностроении, микроэлектронике и т.д.

Моновидеомикроскопы 

Моновидеомикроскопы предназначены для получения видеоизображения наблюдаемых объектов с возможностью вывода на экран, записи и последующего анализа информации. При этом конструктивно устройство является объективом для камеры. Для эффективной работы моновидеомикроскопы можно дополнительно комплектовать необходимыми аксессуарами (предметными столами, линзами, фильтрами, осветителями, адаптерами).

Словарь терминов. Микроскопы | Всё о микроскопах: параметры выбора и покупки микроскопа

Ахроматический объектив. При прохождении света через стеклянную призму или линзу, он изгибается или преломляется. Одни цвета преломляются сильнее, чем другие, в результате чего фокусируются в разных точках, уменьшая этим разрешение. Чтобы уменьшить такое негативное влияние, применяются ахроматические объективы. Они составлены из линз, изготовленных из разных сортов стекла с различными показателями преломления. В результате разные цвета сводятся в фокус гораздо лучше (хотя и не идеально), давая более четкое изображение.

Бинокулярная насадка – головка микроскопа с двумя окулярами, для каждого глаза. Обычно применяется с составными микроскопами, дающими высокое увеличение. Для микроскопов с малым увеличением чаще используется термин «стереонасадка», поскольку в таких микроскопах могут использоваться два объектива, дающие каждый свое изображение для каждого глаза. В составных микроскопах может быть два окуляра, но один объектив, и они не дают стереоизображения.

Головка — верхняя часть микроскопа, имеющая окулярные трубки и призмы. Монокулярная головка имеет один окуляр, бинокулярная – два (для каждого глаза), сдвоенная – два, но разнесенных в разные стороны, а тринокулярная имеет три трубки, на одну из которых обычно устанавливается камера.

Грубая фокусировка – маховики предварительной фокусировки микроскопа, перемещающие объектив ближе или дальше от препарата (см. Точная фокусировка).

Диафрагма – диск, расположенный под предметным столиком микроскопа высокого увеличения, имеющий обычно пять отверстий разного диаметра. Поворачивая диск, можно изменять количество света, проходящего через отверстие в столике. Это помогает правильно осветить препарат, увеличить контраст и разрешение изображения.

Диоптрийная подстройка. При наблюдении в микроскоп с бинокулярной головкой, необходимо иметь возможность подстройки фокусировки одного из окуляров, чтобы компенсировать отличия в зрении глаз друг от друга. Это достигается с помощью кольца диоптрийной подстройки. Правильный способ подстройки заключается в следующем. Сначала прикройте глаз, расположенный над окуляром с кольцом диоптрийной подстройки, и сфокусируйте микроскоп обычным способом, чтобы открытый глаз видел четкое изображение. Далее откройте закрытый глаз и прикройте открытый и, трогая ручки фокусировки микроскопа, сфокусируйте изображение кольцом диоптрийной подстройки. Теперь откройте оба глаза, изображение должно быть четким для обоих глаз (такая же техника используется при работе с биноклем).

Зеркало – простой осветитель, направляющий свет через отверстие в столике на образец.

Зубчато-реечный механизм – система, состоящая из рейки с зубьями и шестерни. Поворотом маховика можно заставить шестерню двигаться вдоль рейки. Такие системы используются в фокусировочных устройствах, в креплении конденсоров Аббе и механизированных предметных столиках для перемещения препарата.

Иммерсионное масло – специальное масло, используемое с объективами 100х (обычно при полном увеличении 1000х). Капля масла помещается на покровное стекло и объектив опускается, чтобы коснуться капли. Масло работает связывающей средой между покровным стеклом и линзой объектива и таким образом увеличивает разрешение изображения. В световой микроскопии используются два типа масла – «A» и «B», отличающиеся вязкостью («B» более вязкое).

Иммерсионный объектив – объектив (обычно 100х или более), сконструированный для работы с каплей специального масла, помещенного между ним и препаратом. Приэтом заметно повышается разрешение изображения. (См. Иммерсионное масло)

Коаксиальная фокусировка – фокусировочная система, использующая соосно (коаксиально) расположенные маховики грубой и точной подстройки фокуса. Обычно маховик грубой настройки больше по диаметру, а точной – меньше. В некоторых коаксиальных системах маховик точной настройки прокалиброван и дает возможность фиксировать значение относительного перемещения фокуса.

Кольцевой осветитель – отдельный осветитель, обычно закрепляемый на корпусе микроскопа и дающий кольцо света.

Конденсор – линза, расположенная под предметным столиком и предназначенная для фокусировки света на препарат. Объективы большого увеличения имеют очень маленькие диаметры и требуют для работы большого количества света. Использование конденсора помогает увеличить освещенность и разрешение. Для микроскопов малого увеличения конденсоры не требуются.

Конденсор Аббе – специальная линза, расположенная под предметным столиком и обычно имеющая возможность перемещения по вертикали. Оснащена ирисовой диафрагмой, задающей диаметр светового пучка, входящего в объектив. Изменяя размер диафрагмы и перемещая конденсор ближе или дальше от предметного столика, можно управлять диаметром и фокусировкой проходящего через препарат конуса света. Конденсор Аббе особенно полезен на увеличениях свыше 400х.

Линза конденсора должна иметь числовую апертуру равную или превышающую числовую апертуру используемого объектива. Во многих микроскопах с увеличением до 1000х используются конденсоры Аббе с апертурой 1,25. Оправа бывает двух типов – один тип перемещается вверх-вниз при повороте оправы, другой тип оснащен реечным механизмом и управляется специальным маховичком.

Контрастная пластинка – круглая непрозрачная пластинка, расположенная на предметном столике микроскопа малого увеличения. Одна ее сторона белая, а другая черная. Пластинка может переворачиваться в зависимости от окраски препарата.

Корпус – термин, в основном использующийся для обозначения основы стереомикроскопа, включая окуляры и объективы, но исключая основание, осветитель и блок фокусировки.

Матовая пластина – круглая матовая стеклянная пластина, закрывающая нижний осветитель в микроскопах с малым увеличением. См. также Контрастная пластинка.

Межзрачкового расстояния регулировка. Используя стерео- или бинокулярный микроскоп, необходимо иметь возможность регулировать расстояние между окулярами. У детей межзрачковое расстояние невелико, у взрослых оно больше. Соответственно, окуляры должны менять расстояние между собой, чтобы подходить для разных людей и этот параметр – первый, который нужно проверить для комфортных наблюдений двумя глазами.

Механизированный предметный столик – предметный столик с органами механического перемещения препарата. Включает держатель препаратов и два маховика, перемещающих держатель в двух направлениях. Поскольку изображение перевернуто, требуется небольшое время на освоение регулировок, но такой столик очень удобен при наблюдении простейших и мелких животных в капле воды из пруда. Микроскопы могут иметь приспособления для установки устройства перемещения препарата дополнительно, или же оно встраивается в предметный столик изготовителем.

Микрометр или микрон – единица измерения размеров, используемая в микроскопии. В одном миллиметре 1000 микрометров, соответственно, длина образца 1,8 мм также может быть выражена как 1800 микрон.

Монокулярная головка – головка микроскопа с одним окуляром.

Муфта скольжения – устройство, защищающее шестерни фокусировочного устройства при попытке повернуть маховики фокусировки дальше установленных пределов.

Наклонное соединение – конструкция крепления тубусодержателя к основанию, которая позволяет наклонять микроскоп для более удобного наблюдения. При этом, правда, возможно стекание жидких препаратов с предметного столика.

Объектив – линза, расположенная вблизи объекта. В стереомикроскопе (с малым увеличением) два объектива, каждый для своего окуляра. Это дает трехмерное изображение. На микроскопах большого увеличения работает только один объектив.

Объективы с плоским полем («Semi-Plan»). Объективы никогда не бывают идеальными. Если посмотреть на что-то, имеющее совершенно плоскую поверхность, можно увидеть, что изображение в центре поля сфокусировано, а по краю немножко размыто. Объективы с плоским полем значительно лучше передают периферийную часть изображения. Они лучше обычных ахроматических объективов, но и несколько дороже стоят.

Окуляр – линзовый элемент на верхней части микроскопа, через которую и рассматривается изображение. Типичное увеличение окуляра 10х, возможны также 5х, 15х и 20х. Широкоугольные окуляры имеют больший диаметр и дают широкое поле зрения.

Оптика стандарта DIN. Оптические детали, производящиеся по немецкому стандарту DIN. Оптические качества таких деталей такие же, как и у не-DINоптики, но соответствие одному стандарту дает возможность использовать детали одного микроскопа на другом. Оптика настроена на использование тубуса длиной 160 мм и имеют одинаковую резьбу. В большинстве качественных микроскопов используется стандарт DIN.

Осветитель – источник света, закрепленный под предметным столиком. Распространены три основных источника – лампы накаливания, флуоресцентные и галогенные. Лампы накаливания самые доступные и распространенные. Флуоресцентные – яркие, дают белый свет и почти не греются. Галогенные очень яркие, белые, но, как и лампы накаливания, выделяют много тепла.

Основание – нижняя часть штатива микроскопа (см. Тубусодержатель).

Парцентрированная конструкция – указание на то, что при смене объектива объект остается в центре поля зрения. Проверяется путем смены объективов и проверки положения объекта в поле зрения. Практически все микроскопы парцентрированы.

Парфокальная конструкция – указание на то, что при смене объектива изображение остается сфокусированным или очень близким к сфокусированному, и требует лишь небольшой подстройки. Большинство микроскопов парфокальны.

Покровное стекло – очень тонкий стеклянный или пластиковый квадратик, располагаемый поверх препарата на предметном стекле. При использовании жидких препаратов покровное стекло создает плоскость, на которую настраивается фокус микроскопа.

Поле зрения (FOV) – диаметр кружка света, который можно увидеть в окуляр. Чем выше увеличение, тем меньше поле зрения. Его можно измерить, поместив прозрачную линейку на предметный столик и подсчитав количество миллиметров, умещающихся поперек поля зрения. Типичное значение около 4,5 мм при 40х, 1,8 мм при 100х, 0,45 мм при 400х и 0,18 мм при 1000х. См. Микрометр.

Предметное стекло – плоская прямоугольная пластинка из стекла или пластика, на которой размешается препарат. Может иметь углубление для удержания нескольких капель жидкости. Предметные зажимы закрепляют предметное стекло на столике.

Предметный столик – плоская пластина, на которой располагаются предметные стекла с препаратами.

Разрешение – характеристика линзовой системы, показывающая, насколько тонкие детали объекта она может передать.

Револьверная головка или турель – часть микроскопа, на которой закреплены объективы.

Регулировка усилия фокусировки выполняется производителем таким образом, чтобы микроскоп можно было легко сфокусировать, но при этом исключалось самопроизвольное движение предметного столика или тубуса под собственным весом, приводящее к расфокусировке.

Реечный ограничитель обычно устанавливается изготовителем и служит для предотвращения слишком низкого опускания объектива и повреждения его или препарата. Иногда он мешает сфокусироваться, если предметное стекло слишком тонкое. В этом случае нужно или отрегулировать фиксатор или подложить под предметное стекло еще одно такое же, чтобы приблизить его к объективу.

C-крепление (C-mount) – адаптер, применяющийся в различных типах видеокамер. Обычно устанавливается вместо объектива. После этого адаптер соединяется с трубкой тринокулярного микроскопа.

Сдвоенная головка. Часть конструкции микроскопа (обычно высокого увеличения) с одним окуляром с одной стороны и второй окулярной трубкой сверху или с противоположной стороны. Сдвоенная головка удобна для контроля преподавателем того, что наблюдает учащийся или для установки видео- или фотокамеры. Не рекомендуется использовать такие микроскопы для совместной работы двух учащихся, поскольку длительные наблюдения в верхнюю окулярную трубку неудобны.

Сетка окулярная – очень маленькая сеточка, устанавливаемая в окуляре. Позволяет проводить измерения размеров объектов, наблюдаемых через микроскоп.

Стерео – применительно к микроскопии означает наблюдение обоими глазами через окуляры, связанные каждый с собственным объективом. Два объектива дают ощущение объема, трехмерного зрения. См. также Бинокулярная головка.

Столбовой штатив – тип штатива, используемый в микроскопах с малым увеличением. Состоит из вертикального столба, закрепленного на основании. Корпус микроскопа может вращаться вокруг столба и перемещаться по нему вверх и вниз.

T-резьба – тип соединения адаптера для фотокамеры (обычно 35 мм) с микроскопом.

Точная фокусировка – маховик, используемый для точной фокусировки микроскопа. Также используется для фокусировки на разных слоях препарата. Обычно предварительная фокусировка выполняется маховиками грубой настройки фокуса, а маховиками точной фокусировки достигается наиболее четкое изображение.

Тринокулярная головка – применяется и с микроскопами малого увеличения и с микроскопами высокого увеличения. Имеет три выхода – два под окуляры для двух глаз, а третий – порт для установки фото- или видеокамеры. В некоторых микроскопах присутствует возможность регулировки количества света, отправляемого в третий порт, например, весь свет или половину, или треть. На некоторых стерео тринокулярных головках с двойным увеличением, третий порт передает изображение с отдельного набора объективов, не используемого стереоокулярами.

Тубусодержатель – часть микроскопа, соединяющая тубус и основание. Перенося микроскоп, держите его одной рукой за основание, а другой – за тубусодержатель.

Турель – см. Револьверная головка.

Указатель – некоторые окуляры оснащены стрелкой-указателем, которую можно установить на ту или иную деталь изображения. Вращениеокуляраповорачиваетуказатель.

Универсальный штатив – длинный штатив типа «журавль», используемый для закрепления корпуса микроскопа малого увеличения. Имеет несколько регулировок положения и позволяет расположить микроскоп множеством различных способов. Обычно с ним используется внешний осветитель (например, оптоволоконный).

Фиксированный тубусодержатель – тип штатива, используемый в микроскопах малого увеличения. Корпус и тубус микроскопа являются единым целым и жестко скреплены с основанием.

Фокусировка – процесс перемещения препарата ближе или дальше от объектива, чтобы получить четкое изображение. На некоторых микроскопах перемещается предметный столик, на других – тубус. Наиболее популярна и надежна конструкция фокусировочного узла на основе зубчатой рейки.

X – обозначение множителя увеличения на объективе или окуляре, например, 200Х – двести крат увеличения. Полное увеличение микроскопа определяется произведением увеличения объектива на увеличение окуляра.

XR – обозначение множителя увеличения на объективе (см. выше), с указанием того, что его передняя оправа подпружинена и складывается при случайном опускании объектива на предметное стекло. Это предотвращает поломку объектива или предметного стекла.

Числовая апертура (N.A.) – число, отражающее способность объектива разрешать тонкие детали наблюдаемого объекта. Оно определяется по сложной математической формуле и связано с угловой апертурой объектива и показателем преломления среды между объективом и препаратом. Чтобы получить наилучшее изображение, требуется конденсор, с числовой апертурой, совпадающей или превышающей числовую апертуру объектива микроскопа с самым большим увеличением. Числовая апертура имеет важное значение только для микроскопов с большим увеличением.

Шарнирное основание. Тип основания микроскопа, которое закрепляется на столе и дает возможность перемещать тубус микроскопа в трех измерениях.

Широкоугольные окуляры — окуляры с линзами большого диаметра, дающие более широкое поле зрения при наблюдении препарата.

Штатив – тип соединения корпуса микроскопа и основания в микроскопах малого увеличения. Различают три типа штативов – столбовой, жесткий (фиксированный) держатель и универсальный настраиваемый штатив.

Устройство микроскопа, строение микроскопа

В микроскопе различают механическую и оптическую части. Механическая часть представлена штативом (состоящим из основания и тубусодержателя) и укрепленным на нем тубусом с револьвером для крепления и смены объективов. К механической части относятся также: предметный столик для препарата, приспособления для крепления конденсора и светофильтров, встроенные в штатив механизмы для грубого (макромеханизм, макровинт) и тонкого (микромеханизм, микровинт) перемещения предметного столика или тубусодержателя.

Оптическая часть представлена объективами, окулярами и осветительной системой, которая в свою очередь состоит из расположенных под предметным столиком конденсора Аббе и встроенного осветителя с низковольтной лампой накаливания и трансформатором. Объективы ввинчиваются в револьвер, а соответствующий окуляр, через который наблюдают изображение, устанавливают с противоположной стороны тубуса.

Рисунок 1. Устройство микроскопа

К механической части относится штатив, состоящий из основания и тубусодержателя. Основание служит опорой микроскопа и несет всю конструкцию штатива. В основании микроскопа находится также гнездо для зеркала или встроенный осветитель.

Тубусодержатель служит для крепления тубуса микроскопа — встроенные в штатив механизмы для грубого (макромеханизм, макровинт) и тонкого(микромеханизм, микровинт) вертикального перемещения предметного столика или тубусодержателя

• кронштейн для крепления предметного столика;
• предметный столик, служащий для размещения препаратов и горизонтальногоих перемещения;
• узел для крепления и вертикального светофильтров.

В большинстве современных микроскопов фокусировка осуществляется путем вертикального перемещения предметного столика с помощью макро- и микромеханизма при неподвижном тубусодержателе. Это позволяет установить на тубусодержатель различные насадки (микрофото и т. п.). В некоторых конструкциях микроскопов, предназначенных для работы с микроманипулятором, фокусировка осуществляется вертикальным перемещением тубусодержателя при неподвижном предметном столике.

Тубус микроскопа — узел, служащий для установки объективов и окуляров на определенном расстоянии друг от друга. Он представляет собой трубку, в верхней части которой находится окуляр или окуляры, а в нижней — устройство для крепления и смены объективов. Обычно это револьвер с несколькими гнездами для быстрой смены объективов различного увеличения. В каждом гнезде револьвера объектив закреплен таким образом, что он всегда остается центрированным по отношению к оптической оси микроскопа. В настоящее время конструкция тубуса существенно отличается от прежних микроскопов тем, что части тубуса несущие окуляры и револьвер с объективами, конструктивно не связаны. Роль средней части тубуса может выполнять штатив.
Механическая длина тубуса биологических микроскопов обычно составляет 160мм. В тубусе между объективом и окуляром могут располагаться призмы, изменяющие направление хода лучей и промежуточные линзы, изменяющие окулярное увеличение и оптическую длину тубуса.

Рис. 2. Револьверный держатель объективов

Существуют различные взаимозаменяемые конструкции участка тубуса, несущего окуляры (прямой и наклонный) и различающиеся по количеству окуляров (окулярные насадки):

• монокулярные — с одним окуляром, для наблюдения одним глазом;
• бинокулярные — с двумя окулярами, для одновременного наблюдения двумя глазами, которые могут различаться по конструкции в зависимости от модели микроскопа;
• тринокулярные — с двумя окулярами и проекционным выходом, позволяющие одновременно с визуальным наблюдением двумя глазами, проецировать изображение препарата соответствующей оптикой на монитор компьютера или другой приемник изображения.

Рис. 3. Центрируемый предметный столик

Помимо тубусодержателя с тубусом к механической части микроскопа относятся:

• кронштейн для крепления предметного столика;
• предметный столик, служащий для размещения препаратов и горизонтального перемещения в двух перпендикулярных направлениях относительно оси микроскопа. Конструкция некоторых столиков позволяет вращать препарат. Вертикальное перемещение предметного столика осуществляется макро- и микромеханизмом.
• приспособления для крепления и вертикального перемещения конденсора и его центрировки, а также для помещения светофильтров.

 

Работа № 2. Техника микроскопирования и правила работы с микроскопом.

Задание 1:

• внимательно прочитайте содержание работы № 2;

• законспектируйте технику микроскопирования и правила работы с микроскопом в рабочую тетрадь.

1. Установить микроскоп у края стола против левого плеча. С правой стороны расположить открытый альбом для практических занятий. Протереть окуляр марлевой салфеткой. Обратить зеркало микроскопа вогнутой стороной к источнику света.

2. Привести микроскоп в рабочее состояние:

• установить объектив малого увеличения на расстоянии 1-1,5 см от предметного столика;

• поднять конденсор до предела;

• смотря в окуляр одним глазом, не закрывая другого, равномерно и интенсивно осветить зеркалом поле зрения;

3. Поместить препарат на предметный столик микроскопа покровным стеклом кверху (обратить на это внимание). Передвигать препарат большим и указательным пальцами за ребро с тем, чтобы найти место, подлежащее изучению; средний палец должен упираться в предметный столик.

4. Опустить конденсор до положения, обеспечивающего наилучшее освещение препарата на малом увеличении.

5. Рассмотреть препарат с помощью 8- или 10-кратного объектива (малого увеличения). Найти место, подходящее для изучения при большом увеличении, поставить его в центр поля зрения и отрегулировать резкость изображения микровинтом.

6. При переходе с малого увеличения на большое необходимо, не меняя фокусного расстояния, повернуть револьверную пластинку объективов до щелчка, чтобы в рабочее положение встал 40-кратный объектив (большого увеличения). Микровинтом добиться резкого изображения. Работа макровинтом на большом увеличении запрещается, так как легко можно раздавить препарат.

7. Левая рука должна находиться на микрометрическом винте, слегка поворачивая его в обе стороны для просматривания деталей среза, лежащих на разной глубине поверхности среза.

8. Уяснив пространственное положение, пропорции и взаимоотношения деталей изучаемого объекта, приступить к зарисовке.

9. Запрещается снимать препарат из под объектива большого увеличения. Для того, чтобы убрать препарат с предметного столика микроскопа в рабочее положение ставится объектив малого увеличения и препарат снимается с предметного столика микроскопа.

10. Запрещается развинчивать какие-либо части микроскопа. В случае неисправности микроскопа обращаться к преподавателю.

Задание 2:

• подготовьте микроскоп к работе, по вышеизложенным правилам работы с микроскопом под пунктами 1-2;

• получите микропрепарат (любой) у преподавателя;

• получите резкое изображение сначала на малом, а затем на большом увеличении микроскопа согласно пунктам 3-7 правил работы с микроскопом;

• рассмотрев микропрепарат, правильно снимите его с микроскопа, согласно пункту 9 правил работы с микроскопом.

РАБОТА № 3.ТЕХНИКА ПРИГОТОВЛЕНИЯ ВРЕМЕННЫХ ПРЕПАРАТОВ

Задание 1:

Возьмите предметное стекло из чашки Петри, держа его за боковые грани, и положите на стол. Отделите от кусочка луковицы мясистую чешуйку. На внутренней ее стороне находится тонкая пленка. Снимите ее пинцетом и отрежьте кусочек пленки размером несколько квадратных миллиметров. Положите этот кусочек на предметное стекло, наберите пипеткой раствор йода, капните каплю йода на пленку и накройте покровным стеклом (обязательно держа его за боковые грани, чтобы не оставить следов от пальцев).

Задание 2:

• ознакомьтесь с нижеизложенным описанием микроскопической картины временного препарата;

• получите изображение временного препарата на малом увеличении и рассмотрите его;

• получите изображение временного препарата на большом увеличении и рассмотрите его.

Рассмотрите препарат на малом увеличении. На препарате видна группа клеток, имеющих вытянутую, почти прямоугольную форму. Крупные округло-овальные ядра в клетках окрашены йодом в желто-коричневый цвет. Переведите объектив на большое увеличение и найдите двухконтурную оболочку клетки. Обратите внимание на её толщину. При внимательном рассмотрении цитоплазмы клетки видна ее зернистая структура. Ядро обычно занимает срединное положение в клетке. Иногда оно смещено к оболочке и приобретает сплющенную форму. В ядре можно заметить 1-2 ядрышка. Неокрашенные пустоты в цитоплазме клеток представляют собой вакуоли.

Задание 3:

• в рабочей тетради выполните зарисовку микроскопической картины временного препарата клеток кожицы лука, предварительно ознакомившись с образцом зарисовки и содержанием работы № 4.

Зарисуйте несколько клеток. На рисунке должны быть обозначены: 1) ядро 2) цитоплазма; 3) двухконтурная оболочка.

ОБРАЗЕЦ ОФОРМЛЕНИЯ ЗАРИСОВКИ:

Препарат: Кожица лука.

Окраска: спиртовый раствор йода.

1 2 3

1 – ядро; 2 – цитоплазма; 3 – двухконтурная оболочка.

РАБОТА № 4. ПРАВИЛА ОФОРМЛЕНИЯ ПРОТОКОЛА ПРАКТИЧЕСКОГО ЗАНЯТИЯ.

Задание 1:

• внимательно прочитайте правила оформления протокола практического занятия;

• законспектируйте правила оформления протокола практического занятия в рабочей тетради.

На практических занятиях необходимо иметь при себе тетрадь, ручку, карандаш простой, карандаши цветные, линейку, ластик.

В тетрадях для практических занятий студент записывает дату проведения занятия. Затем, следуя методическим указаниям, записывает номер и тему занятия, далее – номер работы, название работы и последовательно выполняет все задания к каждой работе.

При выполнении зарисовок следует выполнять следующие правила:

На практическом занятии при исследовании препарата студент в поле зрения наблюдает определенную микроскопическую картину. Результаты микроскопического исследования препарата обязательно документируются. Это может быть выполнено путем микрофотографирования или зарисовки микроскопического изображения (поля зрения, либо его части). Зарисовка является обязательным профессиональным практическим навыком студента. Правильный рисунок микроскопического изображения, выполненный в результате работы с препаратом, является единственным свидетельством освоения материала на практическом занятии.

1. До начала зарисовки вверху страницы пишется название номер и название работы, ниже — название препарата. При изучении простейших, гельминтов, насекомых указывается систематическое положение объекта в соответствии с международной номенклатурой, при этом обозначение типа, подтипа, класса пишется на отдельной строке по-русски и по-латыни.

2. Требование к рисунку:

• рисунок располагается в левой части листа;

• рисунок выполняется аккуратно, крупно, простым или цветным карандашами, с хорошо различимыми деталями;

• на одной странице размещается не более 2 рисунков;

• рисунок должен правильно отображать форму, соотношения объема и размеров (длина, ширина и др.) отдельных частей и целого объекта;

• контур поля зрения микроскопа вокруг рисунка не зарисовывается.

3. К каждому рисунку должны быть сделаны обозначения его отдельных частей.

4. Требования к обозначениям:

• к отдельным частям простым карандашом ставят стрелочку и против каждой пишут определенную цифру;

• справа от рисунка сбоку от рисунка столбиком по вертикали располагают арабские цифры, против цифр – названия.

Оформленная практическая работа в конце занятия представляется для проверки ведущему преподавателю. При отсутствии замечаний по форме и содержанию работы преподаватель расписывается в тетради.

Принцип работы флуоресцентного микроскопа — biocommerce.ru

Флуоресцентный микроскоп стал важнейшим инструментом в современной биологии и медицине. Он позволяет детально исследовать динамические процессы на уровне молекулярных и клеточных структур, предоставляя специалистам высокоточные изображения изучаемых объектов.

Флуоресцентный микроскоп для проведения исследований.

Основные понятия

Флуоресценция относится к процессам люминесценции, при которых чувствительные молекулы испускают свет, находясь в электронно-возбужденных состояниях, создаваемых физическими или химическими механизмами.

В данном случае свечение становится следствием воздействия излучений ультрафиолетового или видимого спектра.

Флуоресцирующие молекулы называют флуорофорами. Поглощение и испускание фотонов веществом происходят почти одновременно. При более длительном временном интервале между этими процессами целесообразно говорить о явлении фосфоресценции.

Сфера использования

Высокочувствительные флуоресцентные микроскопы широко используются в медико-биологических областях. Они позволяют наблюдать за локализацией молекул и микроорганизмов, визуализировать и исследовать их специфические особенности.

При этом флуоресценция не оказывает мощного угнетающего действия на клетки, что облегчает мониторинг их внутренних динамических процессов.

Подобные микроскопы также применяются в материаловедении. Они помогают при анализе составов химических субстанций, обнаружении нежелательных вещественных вкраплений, выявлении дефектов поверхностей и решении прочих подобных задач.

Кратко о методе флуоресцентной микроскопии

Метод основан на способности фоточувствительных молекул к структурной интеграции с микрообъектами. Они прикрепляются к образцам с помощью функциональных химических групп и при световом облучении возвращают часть поглощенных фотонов.

Исследователи принимают и анализируют интенсивность волновых сигналов, делая выводы о строении изучаемых объектов и протекающих в них процессах.

Принцип флуоресценции соединений.

Какие процессы участвуют

При флуоресценции происходят поглощение квантов и их последующее частичное высвобождение. Электроны облучаемого флуорофора приобретают дополнительную энергию и на мгновение перемещаются на более высокий энергетический уровень.

При возвращении в первичное состояние происходит высвобождение фотонов во внешнюю среду. В этом процессе часть энергии тратится на восстановление термодинамического равновесия, поэтому величина испускаемой волны больше длины волны возбуждения. Разницу между энергиями возбуждающего и испускаемого излучений называют стоксовым сдвигом.

Формирование изображения

Микроскопы оснащены электронными модулями, позволяющими визуализировать исследуемые объекты при низких уровнях световых сигналов. Эти узлы содержат устройства с зарядовой связью, способные преобразовывать волновую энергию в фототок.

Далее электрические заряды сканируются регистрами сдвига и преобразуются в аналоговые, а затем в цифровые сигналы. На основе полученных данных формируется изображение высокого разрешения в 12- или 16-битном формате.

Ключом к качественной визуализации является правильный подбор оптических фильтров, гарантирующих надежное разделение испускаемого тусклого от возбуждающего яркого света.

Оптическая схема микроскопа.

Подробно о конструкции и принципе работы микроскопа

Устройство разработано на базе традиционного оптического микроскопа, но имеет иной принцип работы. Исследуемый образец помечают люминесцирующими веществами, а затем с помощью сложной системы фильтров собирают испускаемые фотоны и визуализируют микрообъекты.

Устройство микроскопа

В основном прибор обладает всеми модулями, характерными для оптических микроскопов. Однако он, в отличие от них, оснащен флуоресцентным модулем.

Задачами данного технологического узла являются направление возбуждающего излучения на образец и последующее отделение отраженного света от общего потока. Для этого используется сложная система фильтров, объединенных в единый блок.

Также особенностью флуоресцентного микроскопа является тип осветителя. Оптические устройства в качестве источника света используют лампы накаливания с непрерывным спектром и максимумом в красной зоне.

Такие приборы плохо подходят для возбуждения флуоресцирующих красителей, поглощающих излучение в коротковолновом диапазоне. Вместо них применяют галогенные или светодиодные лампы.

Устройство флуоресцентного микроскопа.

Конструкция фильтров-блоков

В основе конструкции микроскопа лежит блок, включающий набор следующих оптических элементов:

• фильтра возбуждения;
• дихроичного светоделителя;
• эмиссионного фильтра.

Фильтр возбуждения принимает излучение от источника света, пропуская длины волн заранее установленного диапазона. Дихроичное зеркало сначала отражает фотоны через оптический объектив на образец, а затем направляет флуоресценцию к системе обнаружения. Далее на пути испускаемого излучения стоит эмиссионный фильтр, который блокирует нежелательные волны.

При установке фильтров важно обеспечить правильный угол наклона и ориентацию относительно светового пути, чтобы эффективно управлять фотонным потоком.

Производители помечают в основном белой точкой отражающую сторону дихроичного зеркала, а на остальных деталях указывают направляющие стрелки.

Конструкция и спектральная характеристика фильтр-блоков.

Используемые осветители

В качестве источников света люминесцентные микроскопы чаще используют галогенные лампы. Они имеют небольшие размеры, хорошую цветопередачу и невысокую стоимость. Однако из-за низкой яркости и малого срока службы эти устройства постепенно вытесняются светодиодными LED-элементами.

Источники света на основе LED-технологии считаются самыми востребованными в современной микроскопии. Это универсальные полупроводниковые осветители, обладающие широким набором спектральных характеристик. Они позволяют использовать излучение в диапазоне от ультрафиолетовой до ближней инфракрасной зоны.

Ранее в люминесцентной микроскопии широко применялись ртутные лампы высокого давления. Их использование запрещено российским законодательством с 2020 г.

Это надежные и непрерывно работающие установки, обладающие наиболее высокими значениями яркости по сравнению галогенными и светодиодными приборами.

Однако они имеют ряд существенных недостатков: малый срок службы, изменение спектральной характеристики с возрастом и продолжительные интервалы между выключением и включением.

Спектральная интенсивность ртутной лампы НВО 100.

Флуоресцентные камеры

Камера считается одним из важнейших и самых дорогих компонентов микроскопа. Она должна обладать высокой чувствительностью и низким уровнем шума, чтобы захватить как можно больше фотонов.

Для флуоресцентной визуализации предпочтительно монохромное устройство, которое обеспечивает одинаковое обнаружение сигналов на всех пикселях и увеличивает общую чувствительность.

Камера оснащается 1 из 2 типов матриц: прибором с зарядовой связью (CCD) или устройством на металл-оксид-полупроводниковых транзисторах (sCMOS).

Они преобразуют волновые сигналы в электрические заряды, которые поступают на усилитель, а затем передаются в аналогово-цифровой преобразователь.

В CCD-камерах все сигналы сканируются одновременно, что позволяет снизить уровень шума и повысить чувствительность. В sCMOS-устройствах считывание происходит произвольно, вследствие чего возникают нежелательные вибрации, искажается геометрия объектов при визуализации.

Выбор камеры зависит от типа исследуемых образцов, требуемой частоты кадров, угла обзора, разрешения и чувствительности. Например, для промышленных изысканий необходимы высокое качество изображений и скорость работы, а для медико-биологических исследований важнее чувствительность устройства.

Высокочувствительные камеры с большим разрешением.

Обозначения для фильтров

Производители разрабатывают собственные системы кодов для обозначения фильтров, используемых во флуоресцентной микроскопии, что нередко приводит к путанице в терминологии. Кодировка в основном отражает вещественный состав изделия или его функциональные свойства.

При маркировке фильтров возбуждения часто используют аббревиатуры UG и BG, обозначающие ультрафиолетовое и синее стекла соответственно.

Современные фильтры высокого разрешения с интерференционной оптикой многими производителями кодируются сокращением IF. На узкополосных моделях встречаются символы KP или SP.

Дихроичные светоделители маркируются следующими акронимами: DM — дихроичное зеркало, CBS — хроматический светоделитель, TK — щелевой делитель, FT — делитель цвета, RKP — узкополосный отражатель. Все эти обозначения взаимозаменяемы.

Эмиссионные фильтры кодируются следующими символами: L или LP — широкополосный элемент, GG или Y — желтое стекло, OG или O — оранжевое стекло, RG или R — красное стекло, BA — запирающее стекло, K — щелевой фильтр.

Иногда наряду с акронимом присутствует числовое значение, указывающее на длину волны в нанометрах, на которой фильтр достигает половины величины максимальной пропускной способности.

Флуоресцентный светофильтр.

Скорость обесцвечивания образцов

При исследовании микропрепаратов важно учитывать скорость процесса фотообесцвечивания — необратимого распада фоточувствительных молекул вследствие окисления их кислородом под воздействием светового потока высокой интенсивности.

Фотообесцвечивание неминуемо, но его скорость зависит от реакционной способности и окружения флуорофоров.

Для замедления процесса исследователи используют:

• специальные реагенты, способные менять фотофизические свойства флуорофоров посредством варьирования функциональных групп;
• фотостабильные красители;
• фильтры нейтральной плотности, уменьшающие количество фотонов, падающих на образец.

Кроме того, необходимо снижать интенсивность светового излучения и сокращать продолжительность волнового воздействия.

Иногда образец содержит собственные молекулы или органеллы, способные к люминесценции. Нередко они испускают волны той же длины, что и искусственно внедренные флуорофоры.

При визуализации сложно различать ожидаемые и эндогенные сигналы. В этом случае фотообесцвечивание может оказаться полезным. Образец подвергают длительному воздействию ультрафиолета для разрушения его собственных фоточувствительных компонентов. Затем в структуру изучаемого объекта внедряют флуоресцентные белки, с помощью которых осуществляют визуализацию.

Как пользоваться микроскопом

Типы Микроскопов

Свет Микроскоп — модели, используемые в большинстве школ, используют составные линзы для увеличения объектов. Линзы изгибают или преломляют свет, чтобы объект под ними казался ближе. Обычные увеличения: 40x, 100x, 400x

Стереоскоп — этот микроскоп позволяет в бинокль (два глаза) рассматривать более крупные образцы.

Сканирование Электронный микроскоп — позволяет ученым видеть Вселенную, слишком маленькую, чтобы быть видно в световой микроскоп.SEM не используют световые волны; они используют электроны (отрицательно заряженные электрические частицы), чтобы увеличивать объекты до двух миллионов раз.

Коробка передач Электронный микроскоп — также использует электроны, но вместо сканирования поверхности (как и в случае с SEM) электроны проходят через очень тонкие образцы.

Детали микроскопа

Викторина Назовите части микроскопа сами! | Распечатайте пустой микроскоп для маркировки

Увеличение

Ваш микроскоп имеет 3 увеличения: сканирующее, низкое и высокое.Каждая цель будет иметь написано увеличение. В дополнение к этому окулярная линза (окуляр) имеет увеличение. Общее увеличение окуляра x объектива

	Увеличение	Окуляр линза	Итого Увеличение
Сканирование	4x	10x	40x
Низкий Мощность	10x	10x	100x
Высокая мощность	40x	10x	400x

Общие процедуры

1.Убедитесь, что все рюкзаки и хлам убраны из проходов.
2. Подключите микроскоп к удлинителям. Для каждого ряда столов используется один и тот же шнур.
3. Храните с обернутым шнуром вокруг микроскопа и со щелчком сканирующего объектива.
4. Держите за основание и за руку обеими руками.

Фокусировка Образцы

1. Всегда начинайте со сканирующего объектива . Скорее всего, вы сможете увидеть кое-что об этой настройке. Используйте ручку грубой настройки для фокусировки, изображение может быть маленьким на это увеличение, но вы не сможете найти его на высоких увеличениях без это первый шаг.Не используйте сценические зажимы, попробуйте перемещать слайд, пока не найти что-то.

2. После того, как вы сосредоточились на сканировании, переключитесь на маломощный . Используйте грубую ручку переориентировать. Опять же, если вы не сосредоточились на этом уровне, вы не сможете перейти на следующий уровень.

3. Теперь переключитесь на High Power . (Если у вас толстый слайд или слайд без крышкой, НЕ используйте объектив с большим увеличением). На этом этапе используйте ТОЛЬКО штраф Ручка регулировки для фокусировки образцов.

4. Если образец слишком светлый или слишком темный, попробуйте отрегулировать диафрагму.
5. Если вы видите линию в поле зрения, попробуйте повернуть окуляр, линия должна переехать. Это потому, что это указатель, и он полезен для указания вещей вашему партнер по лаборатории или учитель.

Рисунок Образцы

1. Используйте карандаш — вы можете стереть и заштриховать области
2. Все рисунки должны включать четкие и правильные метки (и быть достаточно большими, чтобы можно было рассмотреть детали). Рисунки должны быть помеченным именем образца и увеличением.
3. Этикетки должны быть написаны на внешней стороне круга. Круг обозначает поле обзора, если смотреть сквозь В окуляре образцы следует рисовать в масштабе. Если ваш образец принимает убедитесь, что ваш рисунок отражает это.

Пример:

Изготовление Мокрая установка

1. Возьмите тонкий ломтик того, что у вас есть. Если ваш образец тоже толщиной, то покровное стекло будет качаться на поверхности образца, как качели, и вы не сможете просмотреть его в режиме высокой мощности.

2. Нанесите ОДНУ каплю воды прямо на образец. Если налить слишком много воды, тогда покровное стекло будет плавать поверх воды, что затрудняет рисование образец, потому что они могут действительно уплыть. (Плюс слишком много воды грязно)

3. Поместите покровное стекло под углом 45 градусов (приблизительно) так, чтобы один край касался каплю воды, а затем осторожно отпустите. При правильном выполнении покровное отлично ложатся на образец.

Как окрасить слайд

1.Нанесите одну каплю морилки (йода, метиленового синего … их много видов) на край покровного стекла.

2. Поместите плоский край бумажного полотенца на противоположную сторону покровного стекла. Бумажное полотенце вытянет воду из-под покровного стекла, и сцепление воды вытянет пятно под предметное стекло.

3. Как только пятно покроет область, содержащую образец, все готово. Пятно не обязательно должно находиться под всем покровным стеклом. Если пятно не осталось накройте по мере необходимости, возьмите новое бумажное полотенце и добавьте еще пятна, пока оно не исчезнет.

4. Обязательно вытрите излишки пятна бумажным полотенцем.

Уборка

1. Храните микроскопы со сканирующим объективом на месте.
2. Оберните шнуры и покровные микроскопы.
3. Вымойте предметные стекла в раковинах и просушите, поместив их. обратно в слайд-боксы, чтобы использовать их позже.
4. Выбросьте покровные стекла.

Поиск и устранение неисправностей

Иногда у вас могут возникнуть проблемы с работой с микроскопом. Вот несколько общих проблем и решений.

1. Изображение слишком темное! Настроить диафрагмы, убедитесь, что ваш свет включен.

2. В моем поле обзора есть пятно, даже когда я перемещаю слайд, пятно остается в том же месте! Ваш линза грязная. Используйте бумагу для линз и только бумагу для линз, чтобы тщательно очистить объектив. и глазная линза. Окулярную линзу можно снять, чтобы очистить внутреннюю часть.

3. Я ничего не вижу при большом увеличении! Помните шаги, если вы не можете сфокусироваться при сканировании, а затем с низким энергопотреблением, вы не будете способен сфокусировать что угодно под большим увеличением .

4. Освещена только половина моего поля зрения, похоже, там полумесяц! Вы вероятно, ваша цель не полностью поставлена ​​на место.

определение микроскопа по The Free Dictionary

Челленджер сидел за центральным столом, и электрический свет освещал предметное стекло под микроскопом, который он принес из своей гардеробной. В последние годы девятнадцатого века никто бы не поверил, что за этим миром пристально и пристально наблюдают высшие разумные круги. чем человеческий, но такой же смертный, как и его собственный; что, пока люди занимались своими различными проблемами, они изучались и изучались, возможно, почти так же тщательно, как человек с микроскопом мог бы исследовать преходящие существа, которые роятся и размножаются в капле воды.-Специалист по карманному компасу и микроскопу. — Посланник от Лизы. — Мотивы для продвижения вперед. Однако он оставался в явном довольном состоянии в течение шести дней, играя с микроскопом и записной книжкой в ​​одной из многих редко обставленных гостиных. Но вечером седьмого дня, когда они сидели за обедом, он выглядел более беспокойным, чем обычно. Я мог отчетливо видеть конечности этих паразитов невооруженным глазом, гораздо лучше, чем у европейской вши в микроскоп, и их морды, которыми они копошились, как свиньи.Он говорит о «помощи для зрения, намного превосходящей очки и очки», а также о «очках и средствах видеть маленькие и крошечные тела совершенно и отчетливо, как формы и цвета маленьких мух и червей, крупинки и дефекты в драгоценных камнях, которые иначе не могли бы быть увиденным.» Сегодня у нас есть микроскоп. Он говорит, что «у нас также есть средства для передачи звуков в стволах и трубах, странными линиями и расстояниями», но в то время никто не мечтал о телефоне [19]. Полости, ведущие от мясистых отделов конечности, были заполнены желтым мясистым веществом, которое при исследовании под микроскопом имело необычный вид.Я был весь сбит с толку, пытаясь ввести их в заблуждение, обмануть и отвлечь их; но в ту минуту, когда я оказался там, где я не попадал под микроскоп днем, а под телескоп ночью и не говорил себе: « С вашего позволения », я начал собирать деньги. Он должен мне семь фунтов в момент, и он заложил свой микроскоп на прошлой неделе, потому что он был настолько разорен «. Современные мастера обещают очень мало; они знают, что металлы не могут быть преобразованы и что эликсир жизни — химера, но эти философы, чьи руки кажутся только созданными возиться с грязью и пристально смотреть в микроскоп или тигель, действительно творили чудеса.Фарбрат, однажды, когда викарий пришел в его комнату с некоторыми продуктами для пруда, которые он хотел исследовать под лучшим микроскопом, чем его собственный, и, найдя стол Лидгейта в замешательстве с приборами и образцами, саркастически сказал: — Когда четыре гостя доктора слышали, как он рассказывал о своем эксперименте, они не ожидали ничего более чудесного, чем убийство мыши в воздушном насосе, или исследование паутины под микроскопом, или какой-нибудь подобный вздор, которым он постоянно приставал к себе близкие.

символов Юникода Emoji для использования в Интернете

😁		😁		😁		U + 1F601	\ xF0 \ x9F \ x98 \ x81	УЛЫБАЮЩЕЕ ЛИЦО С УЛЫБАЮЩИМИСЯ ГЛАЗАМИ
😂		😂		😂		U + 1F602	\ xF0 \ x9F \ x98 \ x82	ЛИЦО СО СЛЕЗАМИ РАДОСТИ
😃		😃		😃		U + 1F603	\ xF0 \ x9F \ x98 \ x83	УЛЫБКА С ОТКРЫТЫМ РТОМ
😄		😄		😄		U + 1F604	\ xF0 \ x9F \ x98 \ x84	УЛЫБНОЕ ЛИЦО С ОТКРЫТЫМ РТОМ И УЛЫБАЮЩИМИ ГЛАЗАМИ
😅		😅		😅		U + 1F605	\ xF0 \ x9F \ x98 \ x85	Улыбающееся лицо с открытым ртом и холодным потом
😆		😆		😆		U + 1F606	\ xF0 \ x9F \ x98 \ x86	УЛЫБКА С ОТКРЫТЫМ РТОМ И ПЛОТНО ЗАКРЫТЫМИ ГЛАЗАМИ
😉		😉		😉		U + 1F609	\ xF0 \ x9F \ x98 \ x89	подмигивающее лицо
😊		😊		😊		U + 1F60A	\ xF0 \ x9F \ x98 \ x8A	УЛЫБНОЕ ЛИЦО С УЛЫБАЮЩИМИСЯ ГЛАЗАМИ
😋		😋		😋		U + 1F60B	\ xF0 \ x9F \ x98 \ x8B	ВОСХИТИТЕЛЬНАЯ ПИЩА ДЛЯ ЛИЦА
😌		😌		😌		U + 1F60C	\ xF0 \ x9F \ x98 \ x8C	СВОБОДНОЕ ЛИЦО
😍		😍		😍		U + 1F60D	\ xF0 \ x9F \ x98 \ x8D	УЛЫБНОЕ ЛИЦО С ГЛАЗАМИ СЕРДЦА
😏		😏		😏		U + 1F60F	\ xF0 \ x9F \ x98 \ x8F	УЛЫБКА
😒		😒		😒		U + 1F612	\ xF0 \ x9F \ x98 \ x92	НЕИЗБРАННОЕ ЛИЦО
😓		😓		😓		U + 1F613	\ xF0 \ x9F \ x98 \ x93	ЛИЦО С ХОЛОДНЫМ ТОТОМ
😔		😔		😔		U + 1F614	\ xF0 \ x9F \ x98 \ x94	ПЕНСОРНОЕ ЛИЦО
😖		😖		😖		U + 1F616	\ xF0 \ x9F \ x98 \ x96	ОБНОВЛЕННОЕ ЛИЦО
😘		😘		😘		U + 1F618	\ xF0 \ x9F \ x98 \ x98	ПОЦЕЛУЙ В ЛИЦО
😚		😚		😚		U + 1F61A	\ xF0 \ x9F \ x98 \ x9A	ЦЕЛОВУЮЩЕЕ ЛИЦО С ЗАКРЫТЫМИ ГЛАЗАМИ
😜		😜		😜		U + 1F61C	\ xF0 \ x9F \ x98 \ x9C	ЛИЦО С ВЫЛЫШИМ ЯЗЫКОМ И МОРЯЩИМ ГЛАЗОМ
😝		😝		😝		U + 1F61D	\ xF0 \ x9F \ x98 \ x9D	ЛИЦО С ВЫКЛЮЧЕННЫМ ЯЗЫКОМ И ПЛОТНО ЗАКРЫТЫМИ ГЛАЗАМИ
😞		😞		😞		U + 1F61E	\ xF0 \ x9F \ x98 \ x9E	РАЗОЧАРОВАНИЕ ЛИЦА
😠		😠		😠		U + 1F620	\ xF0 \ x9F \ x98 \ xA0	ЗЛОЕ ЛИЦО
😡		😡		😡		U + 1F621	\ xF0 \ x9F \ x98 \ xA1	ВЫПУСКНАЯ ПАНЕЛЬ
😢		😢		😢		U + 1F622	\ xF0 \ x9F \ x98 \ xA2	ПЛАЧУЩИЙ ЛИЦ
😣		😣		😣		U + 1F623	\ xF0 \ x9F \ x98 \ xA3	ПОСТОЯННОЕ ЛИЦО
😤		😤		😤		U + 1F624	\ xF0 \ x9F \ x98 \ xA4	ЛИЦО С ВИДОМ ТРИУМФА
😥		😥		😥		U + 1F625	\ xF0 \ x9F \ x98 \ xA5	Разочарованное, но облегченное лицо
😨		😨		😨		U + 1F628	\ xF0 \ x9F \ x98 \ xA8	СТРАЖНОЕ ЛИЦО
😩		😩		😩		U + 1F629	\ xF0 \ x9F \ x98 \ xA9	УТАЛЕННОЕ ЛИЦО
😪		😪		😪		U + 1F62A	\ xF0 \ x9F \ x98 \ xAA	СОННОЕ ЛИЦО
😫		😫		😫		U + 1F62B	\ xF0 \ x9F \ x98 \ xAB	УСТАРЕЛ ЛИЦО
😭		😭		😭		U + 1F62D	\ xF0 \ x9F \ x98 \ xAD	ГРОМКО ПЛАЧЕЕ ЛИЦО
😰		😰		😰		U + 1F630	\ xF0 \ x9F \ x98 \ xB0	ЛИЦО С ОТКРЫТЫМ РТОМ И ХОЛОДНЫМ ТОПОМ
😱		😱		😱		U + 1F631	\ xF0 \ x9F \ x98 \ xB1	ЛИЦО КРИЧИТ ОТ СТРАХА
😲		😲		😲		U + 1F632	\ xF0 \ x9F \ x98 \ xB2	УДИВЛЕННОЕ ЛИЦО
😳		😳		😳		U + 1F633	\ xF0 \ x9F \ x98 \ xB3	ПРОМЫВ. ЛИЦО
😵		😵		😵		U + 1F635	\ xF0 \ x9F \ x98 \ xB5	ДИЗЗИ ЛИЦО
😷		😷		😷		U + 1F637	\ xF0 \ x9F \ x98 \ xB7	ЛИЦО С МЕДИЦИНСКОЙ МАСКОЙ
😸		😸		😸		U + 1F638	\ xF0 \ x9F \ x98 \ xB8	УЛЫБАЮЩАЯСЯ КОШКА С УЛЫБКАЮЩИМИ ГЛАЗАМИ
😹		😹		😹		U + 1F639	\ xF0 \ x9F \ x98 \ xB9	ЛИЦО КОШКИ СО СЛЕЗАМИ РАДОСТИ
😺		😺		😺		U + 1F63A	\ xF0 \ x9F \ x98 \ xBA	УЛЫБАЮЩАЯСЯ КОШКА С ОТКРЫТЫМ РТОМ
😻		😻		😻		U + 1F63B	\ xF0 \ x9F \ x98 \ xBB	УЛЫБАЮЩАЯСЯ КОШКА С ГЛАЗАМИ СЕРДЦА
😼		😼		😼		U + 1F63C	\ xF0 \ x9F \ x98 \ xBC	Кошачье лицо с кривой улыбкой
😽		😽		😽		U + 1F63D	\ xF0 \ x9F \ x98 \ xBD	Целующаяся кошачья морда с закрытыми глазами
😾		😾		😾		U + 1F63E	\ xF0 \ x9F \ x98 \ xBE	ЛИЦО КОШКИ
😿		😿		😿		U + 1F63F	\ xF0 \ x9F \ x98 \ xBF	ПЛАЧИЕ КОШКИ
🙀		🙀		🙀		U + 1F640	\ xF0 \ x9F \ x99 \ x80	УТАЛЕННАЯ ЛИЦА КОШКИ
🙅		🙅		🙅		U + 1F645	\ xF0 \ x9F \ x99 \ x85	ЛИЦО БЕЗ ЖЕСТКА
🙆		🙆		🙆		U + 1F646	\ xF0 \ x9F \ x99 \ x86	ЛИЦО С ЖЕСТОМ ОК
🙇		🙇		🙇		U + 1F647	\ xF0 \ x9F \ x99 \ x87	ЧЕЛОВЕК ГЛУБОКО КУШАЕТ
🙈		🙈		🙈		U + 1F648	\ xF0 \ x9F \ x99 \ x88	ОБЕЗЬЯНА НЕ ЗЛО
🙉		🙉		🙉		U + 1F649	\ xF0 \ x9F \ x99 \ x89	СЛУШАТЬ-НЕ ЗЛО ОБЕЗЬЯНА
🙊		🙊		🙊		U + 1F64A	\ xF0 \ x9F \ x99 \ x8A	ГОВОРИТЬ-НЕ ЗЛО ОБЕЗЬЯНА
🙋		🙋		🙋		U + 1F64B	\ xF0 \ x9F \ x99 \ x8B	СЧАСТЛИВОЕ ПОДНЯТИЕ РУКИ
🙌		🙌		🙌		U + 1F64C	\ xF0 \ x9F \ x99 \ x8C	ПОДНЯТИЕ ОБЕИ РУКИ В ПРАЗДНИКЕ
🙍		🙍		🙍		U + 1F64D	\ xF0 \ x9F \ x99 \ x8D	ПЕРСОНАЖ
🙎		🙎		🙎		U + 1F64E	\ xF0 \ x9F \ x99 \ x8E	ЧЕЛОВЕК С ВЫСТУПАЮЩИМ ЛИЦОМ
🙏		🙏		🙏		U + 1F64F	\ xF0 \ x9F \ x99 \ x8F	ЧЕЛОВЕК СО СЛОЖЕННЫМИ РУКАМИ

Символы SF — Символы SF — Руководство по человеческому интерфейсу

Символы SF

SF Symbols предоставляет набор из более чем 2400 согласованных, легко настраиваемых символов, которые вы можете использовать в своем приложении.Apple разработала символы SF, которые легко интегрируются с системным шрифтом San Francisco, поэтому символы автоматически обеспечивают оптическое выравнивание по вертикали с текстом любого веса и размера.

Вы можете использовать символы SF для представления задач и типов контента в различных элементах пользовательского интерфейса, таких как панели навигации, панели инструментов, панели вкладок, контекстные меню и виджеты. В остальной части приложения вы можете использовать символ везде, где можете использовать изображение. Символы SF доступны в iOS 13 и новее, macOS 11 и новее, watchOS 6 и новее, tvOS 13 и новее.

Доступность отдельных символов и функций зависит от версии системы, на которую вы ориентируетесь. Когда вы экспортируете символ, представленный в SF Symbols 2, как шаблон SVG, и связываете его со своим приложением, вы можете использовать его в приложениях, предназначенных для iOS 13, Mac Catalyst 13, tvOS 13 или watchOS 6, но без преимущества SF Symbol 2 функции, такие как поддержка многоцветности и автоматическая локализация. Посетите SF Symbols, чтобы загрузить приложение и просмотреть полный набор символов.

SF Symbols 2 представляет более 750 новых символов и включает:

• Более 150 предварительно сконфигурированных многоцветных символов, которые автоматически адаптируются к яркости, настройкам специальных возможностей и режимам внешнего вида
• Отрицательные боковые поля как в стандартных, так и в пользовательских символах, что дает больший контроль над выравниванием по горизонтали
• Локализованные варианты символов для систем письма с письмом справа налево, а также специальные символы для арабского языка, деванагари и иврита

ВАЖНО Все символы SF считаются изображениями, предоставленными системой, как определено в лицензионных соглашениях Xcode и Apple SDK, и на них распространяются изложенные в них положения и условия.Вы не можете использовать символы SF — или глифы, которые по существу или до степени смешения похожи — в своих значках приложений, логотипах или любом другом использовании, связанном с товарными знаками. Apple оставляет за собой право пересматривать и, по своему собственному усмотрению, требовать изменения или прекращения использования любого символа, используемого с нарушением вышеуказанных ограничений, и вы соглашаетесь незамедлительно выполнить любой такой запрос.

Более пристальный взгляд на символы SF

Символы

SF доступны в широком диапазоне веса и масштабов, чтобы помочь вам создать адаптируемый дизайн.

Вес каждого из девяти символов — от сверхлегкого до черного — соответствует весу системного шрифта Сан-Франциско. Это соответствие позволяет вам добиться точного соответствия весов между символами и смежным текстом, одновременно поддерживая гибкость для различных размеров и контекстов.

Каждый символ также доступен в трех масштабах: маленький, средний (по умолчанию) и большой. Масштаб определяется относительно высоты верхнего края системного шрифта San Francisco. Указав масштаб, вы можете настроить выделение символа по сравнению с соседним текстом, не нарушая согласование веса с текстом, в котором используется тот же размер точки.Для руководства разработчика см. ImageScale (SwiftUI), SymbolScale (UIKit) и SymbolConfiguration (AppKit).

По умолчанию для символа может использоваться акцентный цвет приложения. В SF Symbols 2 и более поздних версиях вы можете использовать многоцветные символы для отображения изображений, содержащих более одного цвета. Например, символ cloud.sun.rain.fill использует белый цвет для облака, желтый для солнца и синий для дождя. В некоторых случаях вы можете использовать разные цвета в разных областях символа. Например, вы можете указать цвет, подобный цвету акцента вашего приложения, для области папки в папке.badge.plus, а система выделяет значок зеленого цвета. Руководство разработчика см. В разделе renderMode (_ :).

По умолчанию многоцветные символы автоматически адаптируются к различным режимам отображения, например, темному режиму. Если вы укажете цвет в создаваемом пользовательском символе, пользовательский символ не будет автоматически адаптироваться к различным режимам внешнего вида.

Создание собственных символов

Если вам нужен символ, которого нет в SF Symbols, вы можете создать свой собственный. Приложение SF Symbols позволяет экспортировать символ как шаблон в многоразовый векторный формат файла.Чтобы создать собственный символ, экспортируйте символ SF, который похож на нужный вам дизайн, и измените шаблон с помощью инструмента редактирования векторов, такого как Sketch или Illustrator. Используйте результат в своем приложении, как если бы вы использовали исходный файл шаблона. (Пользовательские символы не поддерживают адаптивный цвет.) Инструкции для разработчиков см. В разделе Создание пользовательских изображений символов для вашего приложения. См. В разделе «Символы для использования как есть» список символов, которые нельзя настроить.

Руководствуйтесь шаблоном. Создайте пользовательский символ, соответствующий системным символам с точки зрения уровня детализации, оптического веса, выравнивания, положения и перспективы.Стремитесь создать символ, который будет:

• Простой
• Узнаваемый
• Не оскорбительный
• Имеет прямое отношение к действию или содержанию, которое оно представляет

Для поддержки широкого диапазона параметров текста создавайте собственные символы с таким количеством весов и масштабов, которое требуется вашему приложению. Чтобы включить настройку полужирного текста и поддерживать динамический тип, создавайте символы обычным, средним, полужирным и полужирным шрифтом во всех масштабах. Если ваше приложение использует дополнительные веса и шкалы шрифтов, создайте символы в этих весах и шкалах.

При необходимости используйте отрицательные боковые поля для облегчения оптического выравнивания по горизонтали. SF Symbols 2 обеспечивает отрицательные поля для символов, которые включают значки или другие элементы, увеличивающие ширину символа. Например, вам может потребоваться использовать отрицательные поля при горизонтальном выравнивании стопки символов папок, некоторые из которых включают значок. В редких случаях, когда несколько символов с отрицательными полями расположены рядом, вам может потребоваться добавить пространство или другое содержимое между ними, чтобы избежать коллизий.

Не используйте копии продуктов Apple. Продукты Apple защищены авторским правом и не могут быть воспроизведены в ваших собственных символах.

Обеспечивает альтернативные текстовые метки для пользовательских символов. Альтернативные текстовые метки — или описания специальных возможностей — не видны, но они позволяют VoiceOver на слух описывать то, что на экране, что упрощает навигацию для людей с нарушениями зрения.

Символы для использования как есть

Некоторые символы нельзя экспортировать в качестве шаблонов для настройки и использовать только для ссылки на технологии Apple, как описано ниже.

.