میکروسکوپ اشعه ایکس میکروسکوپ اشعه ایکس میکروسکوپ های کاوشگر روبشی

با استفاده از میکروسکوپ اشعه ایکس (طول موج نرم اشعه ایکس 2-5 نانومتر) می توان به بهبود اساسی در وضوح فضایی دست یافت. درجه شفافیت یک نمونه در محدوده اشعه ایکس با ضخامت، چگالی و عدد اتمی ماده مورد مطالعه تعیین می شود. برنج. شکل 35 مقادیر معمولی ضریب جذب اشعه ایکس را نشان می دهد. منابع پرتو ایکس بسیار و متنوع هستند، از شتاب‌دهنده‌های ذرات عظیم گرفته تا منابع پرتوهای کوچک قابل حمل در میکروتوموگرافی‌های رومیزی. پرتوهای ایکس معمولاً با بمباران یک هدف از ماده ای با عدد اتمی Z بالا با الکترون ها تولید می شوند. 36.

در مقایسه با الکترون ها، اشعه ایکس نرم بسیار عمیق تر، تا 10 میکرون به نمونه نفوذ می کند که در زیست شناسی با ضخامت یک سلول مطابقت دارد. با برهمکنش با ماده، اشعه ایکس نرم، به دست آوردن تصاویر کنتراست از اجسام بیولوژیکی در فشار اتمسفر، بدون نیاز به رنگ آمیزی مصنوعی آنها را ممکن می سازد. کنتراست را می توان با عناصر شیمیایی و ترکیبات شیمیایی مشخص کرد. تنها منبع اشعه ایکس نرم شتاب دهنده های ذرات هستند. ذرات بنیادی که در مدارهای دایره ای حرکت می کنند، به اصطلاح تابش سنکروترون منتشر می کنند که یک اشعه ایکس نرم است.

اکثر میکروسکوپ‌های اشعه ایکس انتقالی برای یک منبع تابش سنکروترون با قدرت بالا طراحی شده‌اند که زمان‌های نوردهی کوتاهی را فراهم می‌کند. با این حال، سیستم های رومیزی نیز وجود دارند که از اشعه ایکس نرم با وضوح کمتر از 100 نانومتر استفاده می کنند. در شکل شکل 37 نموداری از یک تاسیسات را نشان می دهد که در آن سیستمی از اهداف دراپ استفاده شده است. یک پالس 100 پیکوثانیه با فرکانس 10 هرتز که توسط لیزر Nd-YAG ایجاد می‌شود، بر روی قطرات اتانول با قطر 15 میکرومتر متمرکز می‌شود که از یک مویرگ شیشه‌ای که توسط یک دستگاه پیزوالکتریک ارتعاش می‌شود، خارج می‌شود. پلاسمای تولید شده با لیزر به عنوان منبع پرتوهای ایکس با روشنایی بالا عمل می کند. برای اطمینان از چگالی کافی فوتون در صفحه جسم، یک کندانسور نوری بسیار کارآمد مورد نیاز است. در این سیستم، اشعه ایکس توسط یک آینه کندانسور کروی چندلایه بر روی نمونه متمرکز می شود. دویست لایه W/B 4 C روی سطح آینه قرار گرفته اند که در فاصله 3.37 نانومتر از یکدیگر قرار دارند که بازتاب تداخل عمود بر پرتو هدایت شده را فراهم می کند. بازتاب هر لایه 0.5٪ در طول موج 3.37 نانومتر است. دیافراگم مرکزی که در بالای منبع تابش قرار می گیرد، پرتوهای مستقیم پلاسما را منتقل نمی کند (که منجر به اضافه بار ماتریس CCD نوری می شود). ماتریس CCD دارای 1024 x 1024 پیکسل است و یک صفحه نازک خنک شده است. درجه بزرگنمایی سیستم به فاصله بین صفحه زون و ماتریس CCD بستگی دارد. وضوح این میکروسکوپ کمتر از 60 نانومتر است. برای بهترین نتایج، نمونه باید نازک باشد (ضخامت بیش از چند میکرون).

ظهور میکروسکوپ های نوری کانفوکال امکان مطالعه حجم مواد نیمه شفاف (در عمق ده ها میکرون) را فراهم کرده است. با این حال، حتی با مواد شفاف، عمق نفوذ توسط فاصله کاری لنز محدود می شود. یک وسیله طبیعی برای نفوذ عمیق تر به مواد اشعه ایکس است. استفاده از اشعه ایکس به طور چشمگیری عمق نفوذ را در مقایسه با نور مرئی افزایش می دهد که مطالعه حجم قابل توجهی از نمونه را ممکن می سازد.

در شکل شکل 36 نمودار یک منبع اشعه ایکس معمولی است. الکترون ها از کاتد خارج می شوند که توسط میدان الکتریکی به سرعت های بالا شتاب می گیرند و به آند هدف برخورد می کنند. هنگامی که یک هدف (معمولاً از یک قفس ساخته می شود) با الکترون های پرانرژی بمباران می شود، اشعه ایکس در طیف گسترده ای از طول موج ها ساطع می کند. هنگامی که اشعه ایکس از ماده عبور می کند، پدیده های مشابه نور مانند پراش، شکست و فلورسانس را ایجاد می کند.

میکروسکوپ های کاوشگر روبشی

میکروسکوپ‌های کاوشگر روبشی (SPMs) بر اساس یک اصل تصویربرداری متفاوت هستند که بر حد پراش وضوح غلبه می‌کنند. اصل کار چنین میکروسکوپ هایی بر اساس اسکن یک جسم با یک کاوشگر بسیار کوچک است. SPM های مدرن امکان ثبت برهمکنش یک کاوشگر با اتم ها و مولکول های منفرد را فراهم می کنند و SPM ها را از نظر وضوح با میکروسکوپ های الکترونی و در برخی پارامترها برتر از آنها مقایسه می کنند. سیگنال ارسال شده یا منعکس شده ثبت شده و برای تشکیل یک توپوگرافی سه بعدی از سطح نمونه با استفاده از پردازش کامپیوتری استفاده می شود.

بسته به اصل برهمکنش بین کاوشگر و نمونه، SPM ها به الکترونیک، نیروی اتمی و میدان نزدیک تقسیم می شوند.

جالب ترین میکروسکوپ روبشی میدان نزدیک (BROM) است که در ناحیه مرئی عمل می کند. ایجاد کنتراست در BROM می تواند بر اساس پدیده های جذب، قطبش، بازتاب، لومینسانس و غیره رخ دهد. این احتمالات در میکروسکوپ الکترونی و نیروی اتمی وجود ندارند. علاوه بر این، یک میکروسکوپ نوری یک ابزار تحقیقاتی نسبتا ارزان و غیر مخرب است و به شما امکان می دهد در شرایط طبیعی با آماده سازی های بیولوژیکی و پزشکی کار کنید.

اصل عملکرد یک میکروسکوپ روبشی میدان نزدیک اسکن یک جسم با یک کاوشگر نوری در فاصله کمتر از طول موج از جسم (در میدان نزدیک) است. نقش کاوشگر نور در این میکروسکوپ توسط نوک های ساطع کننده نور با سوراخ های خروجی انجام می شود که شعاع آنها 10-20 برابر کمتر از طول موج نور است. بنابراین، یک میکروسکوپ روبشی میدان نزدیک تصاویری با وضوح ده ها برابر بیشتر از میکروسکوپ های معمولی ارائه می دهد.

میکروسکوپ اشعه ایکس وسیله ای برای مطالعه اجسام بسیار کوچک است که ابعاد آنها با طول موج تابش اشعه ایکس قابل مقایسه است. اصل کار بر اساس استفاده از تابش الکترومغناطیسی با طول موج 0.01 تا 1 نانومتر است.

میکروسکوپ های اشعه ایکس از نظر تفکیک پذیری بین میکروسکوپ های الکترونی و نوری قرار دارند. وضوح نظری یک میکروسکوپ اشعه ایکس به 2-20 نانومتر می رسد که مرتبه ای بزرگتر از وضوح یک میکروسکوپ نوری (تا 150 نانومتر) است. در حال حاضر میکروسکوپ های اشعه ایکس با وضوح حدود 5 نانومتر وجود دارد.

توسعه و استفاده از میکروسکوپ های اشعه ایکس با تعدادی از مشکلات جدی همراه است. فوکوس اشعه ایکس با لنزهای معمولی تقریبا غیرممکن است. واقعیت این است که ضریب شکست اشعه ایکس در رسانه های مختلف شفاف به آنها تقریباً یکسان است و تفاوت بسیار کمی با واحد دارد. نوسانات از مرتبه . علاوه بر این، اشعه ایکس نیز توسط میدان های الکتریکی و مغناطیسی منحرف نمی شود، که مانع استفاده از لنزهای الکتریکی و مغناطیسی برای فوکوس می شود. با این حال، در اپتیک اشعه ایکس مدرن، عدسی هایی که بر اساس اثر شکست معکوس (بر اساس تفاوت ضریب شکست در یک ماده متراکم نسبت به هوا) عمل می کنند، اخیرا ظاهر شده اند و در حال حاضر به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند. عملکرد لنز توسط یک حفره عدسی شکل در داخل ماده انجام می شود که به آن لنز اسنیگیرف می گویند.



اشعه ایکس مستقیماً توسط چشم انسان درک نمی شود. بنابراین برای مشاهده و ثبت نتایج باید از وسایل فنی (تجهیزات عکس یا مبدل های الکترون نوری) استفاده کرد.

دو نوع میکروسکوپ اشعه ایکس وجود دارد - بازتابنده و پروجکشن. میکروسکوپ های بازتابی از پدیده شکست اشعه ایکس در زمان وقوع چرا استفاده می کنند. میکروسکوپ های پروجکشن از قدرت نفوذ بالای اشعه ایکس استفاده می کنند. در آنها، جسم مورد مطالعه در مقابل یک منبع تابش قرار می گیرد و با اشعه ایکس روشن می شود. با توجه به این واقعیت که ضریب جذب پرتوهای ایکس به اندازه اتم هایی که از آن عبور می کنند بستگی دارد، این روش به فرد اجازه می دهد تا اطلاعاتی را نه تنها در مورد ساختار، بلکه همچنین ترکیب شیمیایی جسم مورد مطالعه به دست آورد.

میکروسکوپ های اشعه ایکس به طور گسترده در زمینه های مختلف علوم از جمله پزشکی، کانی شناسی و متالورژی استفاده می شود.

با استفاده از میکروسکوپ پرتو ایکس می توانید:

  • ارزیابی کیفیت پوشش های نازک؛
  • گرفتن میکرو رادیوگرافی از بخش های بیولوژیکی و گیاه شناسی تا ضخامت 200 میکرون.
  • برای تجزیه و تحلیل مخلوط پودرهای فلزات سبک و سنگین هنگام مطالعه ساختار داخلی اجسامی که در برابر پرتوهای نور و الکترون ها مات هستند استفاده شود.

مزیت مهم میکروسکوپ های اشعه ایکس این است که می توان از آنها برای مشاهده سلول های زنده جدا نشده استفاده کرد.

میکروسکوپ اشعه ایکس

میکروسکوپ اشعه ایکس دستگاهی است که ساختار میکروسکوپی و ساختار یک جسم را با استفاده از تابش اشعه ایکس مطالعه می کند. یک میکروسکوپ اشعه ایکس دارای حد تفکیک بالاتری نسبت به میکروسکوپ نوری است زیرا اشعه ایکس طول موج کوتاه تری نسبت به نور دارد. میکروسکوپ اشعه ایکس عمدتاً در سیستم نوری خود با میکروسکوپ نوری متفاوت است. لنزهای نوری نوری و منشورها را نمی توان برای فوکوس اشعه ایکس استفاده کرد. برای انعکاس اشعه ایکس، یک میکروسکوپ اشعه ایکس از آینه منحنی یا صفحات کریستالوگرافی استفاده می کند.

اشعه ایکس قدرت نفوذ بالایی دارد و ساختار طیف خطی دارد. میکروسکوپ های اشعه ایکس از نظر نحوه عملکرد متفاوت هستند و یا بازتابنده یا برون گرا هستند.

طراحی یک میکروسکوپ انعکاسی شامل یک منبع اشعه ایکس، آینه های بازتابنده منحنی ساخته شده از کوارتز با یک لایه طلا، یا بازتابنده می تواند یک کریستال منحنی، یک آشکارساز تصویر - فیلم عکاسی یا یک مبدل نوری الکترون باشد. اما میکروسکوپ های اشعه ایکس انعکاسی وضوح بالایی ندارند، بلکه با زاویه کوچک بازتاب خارجی کلی، فاصله کانونی زیاد و پیچیدگی پردازش با کیفیت بالای سطح بازتابنده آینه محدود می شوند. میکروسکوپ های انعکاسی اشعه ایکس تصاویر بسیار اعوجاج تولید می کنند. اگر از تک کریستال های منحنی برای فوکوس استفاده شود، تصویر نیز به دلیل ساختار خود تک کریستال مخدوش می شود. بنابراین، میکروسکوپ های بازتابنده اشعه ایکس به طور گسترده مورد استفاده قرار نمی گیرند. میکروسکوپ های پرتو ایکس پروجکشن موثرتر هستند. اصل عملکرد میکروسکوپ های پرتو ایکس طرح ریزی این است که یک برجستگی سایه ای از جسم مورد مطالعه را در یک پرتو پرتو ایکس واگرا که از منبع نقطه ای تابش اشعه ایکس می آید، تشکیل دهند. طراحی یک میکروسکوپ پرتو ایکس طرح ریزی شامل یک منبع اشعه ایکس - یک لوله اشعه ایکس با فوکوس میکرو، محفظه ای است که در آن

این متن یک قسمت مقدماتی است.از کتاب 100 اختراع بزرگ نویسنده ریژوف کنستانتین ولادیسلاوویچ

28. میکروسکوپ تقریباً در همان زمان، زمانی که اکتشافات فضایی با کمک تلسکوپ ها آغاز شد، اولین تلاش ها برای فاش کردن اسرار ریزجهان با استفاده از عدسی ها انجام شد.معلوم است که اجسام کوچک حتی اگر به خوبی روشن شوند، پرتو می فرستند. که برای چشم خیلی ضعیف است

نویسنده تیم نویسندگان

میکروسکوپ میکروسکوپ ابزاری نوری است که برای به دست آوردن تصاویر بزرگ‌نمایی شده از هر جسم یا جزئیات ساختاری این اجسام که با چشم غیرمسلح قابل رویت نیستند طراحی شده است.به طور کلی میکروسکوپ سیستمی است متشکل از دو عدسی اما

برگرفته از کتاب دایره المعارف بزرگ فناوری نویسنده تیم نویسندگان

دستگاه اشعه ایکس دستگاهی است که برای تحقیقات (تشخیص اشعه ایکس) و درمان بیماری ها (اشعه درمانی) با استفاده از اشعه ایکس طراحی شده است. رشته ای که با تشخیص اشعه ایکس و اشعه درمانی سروکار دارد. نامیده میشود

برگرفته از کتاب دایره المعارف بزرگ فناوری نویسنده تیم نویسندگان

گونیا سنج اشعه ایکس (نگاه کنید به "دوربین اشعه ایکس"، "پراش سنج اشعه ایکس") گونیا سنج اشعه ایکس وسیله ای است که الگوی پراش را روی فیلم عکاسی ثبت می کند، با استفاده از موقعیت نمونه مشاهده شده و آشکارساز، باعث می شود. پراش اشعه ایکس

برگرفته از کتاب دایره المعارف بزرگ فناوری نویسنده تیم نویسندگان

پراش اشعه ایکس (به "گونیومتر اشعه ایکس" مراجعه کنید) پراش سنج اشعه ایکس دستگاهی است که شدت و جهت تابش اشعه ایکس را که بر روی جسم مورد مطالعه که دارای ساختار کریستالی است، پراش می کند، تعیین می کند. او اندازه گیری می کند

برگرفته از کتاب دایره المعارف بزرگ فناوری نویسنده تیم نویسندگان

میکروسکوپ میکروسکوپ یک دستگاه نوری است که به شما امکان می دهد تصاویری از اجسامی که با چشم غیر مسلح قابل مشاهده نیستند به دست آورید. برای مشاهده میکروارگانیسم ها، سلول ها، کریستال ها، ساختارهای آلیاژی با دقت 0.20 میکرون استفاده می شود. این وضوح میکروسکوپ کوچکترین است

از کتاب 100 اختراع معروف نویسنده پریستینسکی ولادیسلاو لئونیدوویچ
  • میکروسکوپ اشعه ایکس
  • مزایای
  • مشخصات فنی
  • حوزه های کاربردی
  • ویدئو

میکروسکوپ اشعه ایکس Rigaku nano3DX

میکروسکوپ اشعه ایکس Rigaku nano3DX به شما امکان می دهد ساختار و ترکیب نمونه های بزرگ را با وضوح بالا مطالعه کنید. این امر نه تنها تشخیص، بلکه تجزیه و تحلیل کمی (هم از نظر مورفومتری و هم از نظر آماری) حفره ها، ترک ها و سایر عیوب، ناهمگونی های ترکیب عنصری و فازی در مواد و محصولات نهایی را در سطح زیر میکرون، بدون تخریب مطلق اشیاء تحقیق، ممکن می سازد. Rigaku nano3DX دارای یک منبع پرتو ایکس آند دوار با قدرت بالا است که امکان دستیابی سریع داده های تجربی و جابجایی بین مواد آند مختلف را برای کنتراست خوب و/یا نفوذ بیشتر فراهم می کند.


مشخص شده است که غشاهای نازک اجسام بیولوژیکی یا فیلم های آلی با استفاده از تابش آند کروم به بهترین وجه مورد مطالعه قرار می گیرند. ماده دارویی فعال موجود در یک قرص دارویی و یک ماده کامپوزیت تقویت شده با الیاف کربن در تشعشعات آند مس متضاد به نظر می رسد. و برای کار با بافت استخوانی، سیلیکات ها و کامپوزیت های آلومینیومی باید از تابش آند مولیبدن استفاده کرد. و برای این شما نیازی به خرید سه دستگاه مختلف ندارید. ریگاکو توانست همه این توابع را در یک واحد پیاده سازی کند.

یک مولد اشعه ایکس با یک آند چرخان - MicroMax-007 HF - به عنوان منبع تابش در میکروسکوپ اشعه ایکس nano3DX نصب شده است. طراحی آن در مقایسه با منابع مشابه نسل های قبلی به طور قابل توجهی بهبود یافته است و نیازی به تعمیر و نگهداری فشرده ندارد. شار اشعه ایکس حاصل از نظر شدت با تابش سنکروترون قابل مقایسه است. آندهای مس، کروم و مولیبدن موجود هستند (با لمس یک دکمه قابل تغییر هستند).

در میکروسکوپ پرتو ایکس nano3DX، تصاویر با استفاده از یک آشکارساز ویژه با عناصر حساس کوچک بزرگ‌نمایی می‌شوند. این تنظیم (نشان داده شده در بالا) شامل قرار دادن نمونه در نزدیکی یک آشکارساز با وضوح بالا است. با زمان انباشت سیگنال کوتاه، پایداری و وضوح بالا مشخص می شود. مدار مورد استفاده در سایر ابزارها (در زیر نشان داده شده است) با فاصله زیاد از نمونه تا آشکارساز مشخص می شود. برای جلوگیری از تار شدن تصویر، به اندازه منبع کوچک و پایداری بسیار بالا نیاز دارد. در نتیجه - زمان انباشت سیگنال طولانی و نویز کم و مقاومت در برابر لرزش.

نمودار Nano3DX

مدار مورد استفاده در دستگاه های دیگر

تصویر سمت چپ به وضوح نشان می‌دهد که در وضوح دیجیتال 0.27 میکرومتر بر پیکسل، خطوط روی جسم آزمایشی 0.6 میکرومتر کاملاً واضح هستند.


  • با استفاده از طراحی پرتو موازی برای به دست آوردن کنتراست بالا و انباشت سریع داده عمل می کند.
  • وضوح بالا حتی در نمونه های بزرگ و متوسط.
  • کنتراست بالای تصاویر حاصل به دلیل قابلیت جابجایی بین آندهای ساخته شده از مواد مختلف.
  • میدان دید بزرگ؛
  • وضوح تصویر دیجیتال بالا؛
  • سرعت بالای انباشت داده ها به دلیل قدرت بالای منبع اشعه ایکس.
  • رابط کاربری دوستانه؛
  • درجه بالایی از ایمنی پرسنل.
منبع اشعه ایکس MicroMax-007 HF
ولتاژ لوله اشعه ایکس از 20 تا 50 کیلو ولت
جریان لوله اشعه ایکس تا 30 میلی آمپر
آشکارساز دوربین CCD اشعه ایکس
وضوح آشکارساز 3300 در 2500 پیکسل
اندازه پیکسل از 0.27 تا 4 میکرومتر
خط دید از 0.9mmx0.7mm تا 14mmx10mm
آشکارسازها جریان متناسب سوسوزن
محدوده دینامیکی 16 بیت
جدول نمونه 5 محوره اتوماتیک
سرعت چرخش نمونه استاندارد، 30 دور در دقیقه.
انحراف محور جدول در حین چرخش بیش از 0.5 میکرون نیست

منبع MicroMax™-007 HF


برای جابجایی بین منابع، فقط تابش اشعه ایکس را صدا بزنید و سوئیچ را بچرخانید!

مولد اشعه ایکس
حداکثر قدرت 1.2 کیلو وات
محدوده ولتاژ شتاب دهنده 20-60 کیلو ولت (گام - 1 کیلو ولت)
جاری 10-30 میلی آمپر (مرحله - 1 میلی آمپر)
پایداری ولتاژ بالا 0.015% ±
نیازمندی های قدرت 3 فاز، 200/220 ولت، 12 آمپر
بلوک آند
مواد آند موجود Cu، Cr، Mo، Co
قطر 99 میلی متر
سرعت چرخش 9000 دور در دقیقه
مکانیزم چرخشی رانندگی مستقیم
مهر و موم خلاء سیال مغناطیسی با ویسکوزیته پایین
مواد بلبرینگ پشتیبانی توپ های سرامیکی


داروی دارویی در قرص


قرصی که روی زبان حل می شود

میکروسکوپ اشعه ایکس. به دلیل طول موج کوتاه اشعه ایکس. تابش R.m می تواند به پراش برسد. مجوزهای سفارش چند ده ها نانومتر و بر اساس نظری از نظر تفکیک پذیری، موقعیتی میانی بین میکروسکوپ های نوری و الکترونی اشغال می کند. این به شما امکان می دهد تا نه تنها توزیع چگالی کل ماده، بلکه توزیع چگالی های خاص را نیز مطالعه کنید. شیمی عناصر با توجه به ویژگی های آنها اشعه ایکس تشعشع (جذب). برخلاف میکروسکوپ الکترونی، R.m امکان مطالعه موجودات زنده را فراهم می کند. اشیاء.

بر اساس روش تشکیل تصویر، بین تصویربرداری طرح ریزی، تماسی، بازتابی و پراشی تمایز قائل می شود. با توجه به اصل ثبت، R.m می تواند تصویربرداری، تشکیل یک تصویر واقعی یا سایه ای از یک شی، یا اسکن (راستر)، که تشعشعات یک عنصر از جسم واقع بر روی لنز نوری را ثبت می کند. محور میکروسکوپ، و تصویر کامل (رستر) توسط ترتیب ایجاد می شود حرکت یک جسم نسبت به محور میکروسکوپ با استفاده از مکانیزم دقیق. مزایای روش ثبت اخیر استقلال وضوح از انحرافات میدان نوری است. سیستم ها و در نتیجه محدودیتی در اندازه میدان دید و همچنین تشعشع کمتری ندارند. بار روی شی تحقیق

R.m در طیف وسیعی از انرژی های اشعه ایکس عمل می کند. quanta - از ده ها eV تا ده ها کو. در خاور دور بخش از طیف بیشترین. منطقه طول موج 2.3-4.4 نانومتر مهم است، مربوط به به اصطلاح. "پنجره آب"، که در آن حداکثر به دست می آید. تضاد بین آلی حاوی کربن ماده سلول های زنده و سیتوپلاسم مایع R. m. که در قسمت HF محدوده عمل می کند، برای مطالعه ساختار تجزیه استفاده می شود. ساختاری مواد حاوی عناصر با در بالا. عدد.

میکروسکوپ پرتو ایکس پروجکشنبرای مشاهده ساختار اجسام خود نورانی، یک دوربین تاریک است (شکل 1، a)، سوراخ در فاصله کوتاهی قرار دارد ( S 1) از منبع O و روی یک ( S 2)- از صفحه ضبط E یا آشکارساز. افزایش در چنین طرح ریزی R. m. م = S2/S1وضوح با قطر سوراخ تعیین می شود دو شرایط پراش، پراش. حد است

برنج. 1. طرح های میکروسکوپ پرتو ایکس برای مطالعه ساختار اجسام خود نورانی (a) و نیمه شفاف (b). O - شی; I - منبع تابش؛ E - صفحه نمایش.

در طرح ریزی نیمه شفاف R. m. (شکل 1، b) میکروفوکوس اشعه ایکس. منبع I یک تصویر سایه ای از شی O در صفحه E ایجاد می کند که روی فیلم عکاسی یا توسط یک آشکارساز تلویزیون ضبط شده است. نوع برای یک منبع اندازه محدود دتفکیک چنین R. m با مجموع، جایی که تعیین می شود و در حالت معمول ~1 میکرومتر است. معایب پروجکشن R.m دیافراگم کوچک و تشعشع زیاد است. بار روی شی مورد اسکن

میکروسکوپ اشعه ایکس تماسی مورد محدود کننده میکروسکوپ پرتو ایکس است S 2برابر با ضخامت نمونه که مستقیماً نصب می شود. تماس با فیلم یا صفحه نمایش این تکنیک گاهی اوقات میکرورادیوگرافی نامیده می شود. منبع And به معنی تنظیم شده است. فاصله از نمونه O، و اندازه و بر این اساس، قدرت منبع می تواند به طور قابل توجهی بیشتر از مورد طرح ریزی R. m باشد. وضوح به ضخامت نمونه بستگی دارد. تیو تضاد بین جزئیات "تاریک" و "روشن" جسم، در پراش. حد . به عنوان مثال، در = 3 نانومتر و t = 3 میکرومتر نانومتر برای ثبت تصاویر با این وضوح استفاده کنید مقاوم به نور، در فتولیتوگرافی استفاده می شود و ارزش ذاتی به طور قابل توجهی بالاتری دارد. وضوح (به عنوان مثال، برای رزین PMMA - 5 نانومتر). پس از توسعه یا اچ کردن، تصویر جسم با استفاده از فناوری الکترونیکی یا نوری بزرگ می شود. میکروسکوپ

یک میکروسکوپ انعکاسی اشعه ایکس می تواند هم تصویربرداری و هم اسکن کننده باشد، با بروز چرا یا نوری با فرود معمولی با پوشش چند لایه (شکل 2 را ببینید). اپتیک اشعه ایکس R. متر از این نوع کار در منطقه< 4 кэВ, рассматривается возможность осуществить эту схему Р. м. для более «жёсткого» излучения (в области- 10 кэВ). Классич. тип отражательного Р. м. скользящего падения - микроскоп Киркпатрика - Баэза, состоящий из пары скрещенных сферич. или цилиндрич. зеркал (рис. 2). В этой схеме источник О и зеркала А и Б расположены таким образом, что меридиональное در باره"و تصاویر منبع متوسط ​​آستیگماتیک ساژیتال (نگاه کنید به تصویر نوری)، توسط آینه ایجاد شده است آ، به ترتیب تصاویر ساژیتال و نصف النهار برای آینه B خواهد بود که به دلیل برگشت پذیری جسم و تصویر، تصویر بزرگ شده ای از منبع در نقطه ایجاد می کند. O 1. پراش نهایی اجازه چنین ( - زاویه بحرانی بازتاب کلی خارجی). بنابراین برای پوشش های همگن، این نسبت به و در منطقه 0.1 بستگی ندارد< < 4 кэВ для наиб. плотных металлич. покрытий (напр., платины) составляет 5-7 нм. Реальное разрешение Р. м. Киркпатрпка - Баэза определяется сферич. аберрацией и комой и обычно составляет 1 мкм. Оно может быть повышено только за счёт уменьшения размеров зеркал и, следовательно, светосилы, к-рая в результате не намного превышает светосилу проекционного Р. м.

برنج. 2. طرح میکروسکوپ انعکاسی پرتو ایکس کرکپاتریک-باز. O - منبع (شیء منتشر کننده)؛ A و B - آینه های کروی یا استوانه ای. O" و - تصاویر آستیگماتیک متوسط؛ O 1 - تصویر واقعی.

لنزهای انعکاسی انعکاسی با سیستم‌های آینه‌ای ولتر دارای نسبت دیافراگم بسیار بیشتر (با 2-3 مرتبه بزرگی) هستند، که اغلب از سیستم هیپربولوئید-بیضی استفاده می‌شود (شکل 2 را در هنر ببینید. اپتیک اشعه ایکس). نظری وضوح چنین R. m در نوری. آبله با رابطه، که در آن تعیین می شود م- بزرگنمایی، - زاویه چرا تقریبا برابر با % دیافراگم. به عنوان مثال، برای یک رادیومتر اسکن، که تصویر کاهش یافته ای از منبع را در صفحه جسم مورد اسکن می دهد. M = 0.3 و در = 2.5 نانومتر = 5 نانومتر. وضوح واقعی به دقت ساخت آینه ها بستگی دارد که شکلی کاملاً غیرکروی دارند و ~1 میکرومتر است. لازم برای به دست آوردن نظری دقت وضوح (1-nm) هنوز برای فناوری مدرن دست نیافتنی است. فن آوری ها انحرافات میدانی منعکس خواهد شد. R. m های این نوع بسیار بزرگ هستند و میدان دید را به یک زاویه محدود می کنند. قدر ~ 1 درجه. استفاده از تداخل چند لایه پوشش‌ها امکان افزایش زاویه q و در نتیجه افزایش درخشندگی عدسی انعکاسی انعکاسی را فراهم می‌کند.

لنز انعکاسی با سرعت معمولی مطابق با طرح شوارتزشیلد بسیار امیدوارکننده است، که در آن از آینه هایی با پوشش چند لایه استفاده شده است (شکل 3).

برنج. 3. نمودار یک میکروسکوپ اشعه ایکس منعکس کننده با آینه های بروز معمولی مطابق با طرح شوارتزشیلد. من - منبع; Z 1 و Z 2 - آینه هایی با پوشش چند لایه. O - شی; P - گیرنده تشعشع.

این نوع میکروسکوپ روبشی با استفاده از آینه های کروی تصویر کاهش یافته ای از منبع تولید می کند. اشکالی که تقریباً به صورت متحدالمرکز قرار دارند. برای پارامترهای داده شده: دیافراگم عددی آ، ضریب نزول کردن مو فاصله منبع تا آینه اول اس- چنین بهینه سازی هایی وجود دارد. مقادیر شعاع انحنای آینه ها r 1و r 2و فواصل بین آنها، با کروی انحراف، کما و آستیگماتیسم عملاً وجود ندارد. انکسار وضوح نوری محور برای نوری تعیین می شود. میکروسکوپ، نسبت، با مقدار معمولی A = 0.3-0.4 در محدوده = 10-20 بعد از ظهر 30-50 نانومتر است. دستیابی به چنین تفکیکی مستلزم ساخت دقیق آینه ها و همسویی متقابل آنها با دقتی در حد است.

در میکروسکوپ پراش اشعه ایکس. عنصر یک صفحه منطقه فرنل، لبه های تک رنگ است. تابش یک عدسی با فاصله کانونی است که در آن r 1- شعاع اولین منطقه فرنل، - طول موج، m - ترتیب طیف. انکسار وضوح صفحه منطقه فرنل با عرض منطقه بیرونی تعیین می شود: = 1.22، که در آن پ- تعداد منطقه افراطی نسبت دیافراگم با قطر تعیین می شود.بازده پراش برای صفحات ناحیه فرنل مدوله شده با دامنه تقریباً می باشد. 10 درصد در ردیف اول، 2 درصد در مرتبه دوم و 1 درصد در ردیف سوم طیف. انکسار R.M معمولا در منطقه کار می کند

< 1 кэВ, т. к. для более жёсткого излучения тонкоплёночные зонные пластинки Френеля становятся прозрачными.

نمودار یک تصویر پراش. R. m در شکل نشان داده شده است. 4. به عنوان منبع حداکثر. سنکروترون ها اغلب استفاده می شوند، تجمع می یابند. حلقه‌ها یا موج‌سوزها که تابش آنها قبلاً به عرض طیفی تک رنگ شده و با استفاده از کندانسور به نمونه O که در صفحه دیافراگم D نصب شده است هدایت می‌شود. صفحه آشکارساز دوز تابش به نمونه در پراش اسکن به طور قابل توجهی کاهش می یابد. R. m.، که در آن فقط از یک صفحه ناحیه فوکوس استفاده شده است. انکسار R. m. (تا سال 1991) بیشترین میزان را فراهم کرده است. بالاترین وضوح تمام امواج رادیویی (~50 نانومتر)، که توسط قابلیت های فوق العاده فن آوری برای ساخت صفحات منطقه تعیین می شود.

برنج. 4. طرح یک میکروسکوپ پراش اشعه ایکس با صفحات ناحیه فرنل. I - منبع تابش؛ D 1 و D 2 - دیافراگم. M - تک رنگ با توری پراش؛ K - صفحه منطقه فرنل - کندانسور; MZP - صفحه میکروزون؛ O - شی; P - گیرنده تشعشع.

کاربرد میکروسکوپ اشعه ایکس حداکثر R. m. نویدبخش مشکلات زیست شناسی و پزشکی (شکل 5 و 6). آنها به شما اجازه می دهند زیست زیستی مرطوب را مطالعه کنید. اشیاء - موجودات تک سلولی، بخش های بافتی، بخش. سلول ها، هسته های آنها (بدون رنگ آمیزی اضافی). استفاده از اشعه ایکس "نرم". تشعشع در نزدیکی نوارهای جذب عناصر سبک، مطالعه توزیع این عناصر در ساختار جسم را ممکن می سازد. بیوپلیمرهای متشکل از ماکرومولکول ها (پروتئین ها، اسیدهای نوکلئیک و غیره) به طور موثر با استفاده از روش اشعه ایکس تماسی با وضوح بالا مورد مطالعه قرار می گیرند. میکروسکوپ استفاده از منابع پالسی امکان مطالعه دینامیک فرآیندها در اجسام غیر ثابت (به عنوان مثال سلول های زنده) را فراهم می کند. برای به دست آوردن تصاویر سه بعدی از بافت ها در پزشکی، روش های کامپیوتری در حال توسعه است. توموگرافی اشعه ایکسریز اشیاء

R. m با موفقیت در علم مواد در مطالعه ویژگی های ساختاری مواد پلی کریستالی، پلیمری و کامپوزیت استفاده می شود (شکل 7).

برنج. 5. تصویر میکروگرافیک تماسی از یک پلاکت زنده انسان که با استفاده از منبع اشعه ایکس پالسی (تجزیه پلاسما در گاز) به دست آمده است. ویژگی های کوچکتر از 10 نانومتر در تصویر قابل مشاهده است.

برنج. 6. تصویر دیاتومها با استفاده از میکروسکوپ پراش اشعه ایکس به دست آمده است. طول موج انتشار 4.5 نانومتر است. مقیاس مربوط به 1 میکرومتر است.

برنج. 7. تصویر میکروگرافیک تماس از نمونه مواد کامپوزیت (فایبرگلاس). نواحی روشن الیاف شیشه (قطر حدود 10 میکرون) و نواحی تیره پلیمری هستند. تصویر چگالی، یکنواختی، جهت و توزیع الیاف را مشخص می کند. ضخامت نمونه 400 میکرومتر، انرژی فوتون اشعه ایکس< 30 кэВ .

برای توسعه روش های اشعه ایکس. میکروسکوپ، ایجاد منابع پرتو ایکس با شدت بالا مهم است. تابش - تشعشع. یکی از منابع امیدوارکننده پلاسمای لیزری با دمای بالا است. با کمک پلاسمای آینه ای تصویربرداری، ساختار و پویایی فرآیندهای رخ داده در چنین پلاسمایی مورد مطالعه قرار می گیرد.

روشن:اپتیک و میکروسکوپ اشعه ایکس، ویرایش. G. Shmal and D. Rudolf، ترجمه. از انگلیسی، M.، 1987. V. A. Slemzin.

آخرین مطالب در بخش:

اولین تزار روسیه چه کسی بود؟
اولین تزار روسیه چه کسی بود؟

«تاریخ خود به جای ما صحبت می کند. پادشاهان و دولت های قوی سقوط کرده اند، اما روسیه ارتدکس ما در حال گسترش و شکوفایی است. از شاهزادگان کوچک پراکنده...

خانات زونگار: منشأ و تاریخ
خانات زونگار: منشأ و تاریخ

در قرن هفدهم و هجدهم، امپراتوری قدرتمند اویرات در قلمرو حومه غربی مغولستان مدرن، تووا، آلتای و ترکستان شرقی قرار داشت.

درس تلفیقی ادبیات و بلاغت با موضوع: «سخنرانی تاراس بلبا در مورد مشارکت. مونولوگ بولبا درباره مشارکت
درس تلفیقی ادبیات و بلاغت با موضوع: «سخنرانی تاراس بلبا در مورد مشارکت. مونولوگ بولبا درباره مشارکت

مضمون قهرمانی، شجاعت و قدرت عظیم میهن پرستی روسی در خطاب آتمان قزاق به همرزمانش قبل از نبرد سرنوشت ساز و وحشتناک شنیده می شود.