Obsah:
Trocha historie...
Proč elektrony?| Rozlišovací schopnost a vlnová délka Základní vlastností každého zařízení, které pomáhá našemu zraku uvidět, zvětšit pro něj příliš malé objekty, je rozlišovací schopnost. Je to vzdálenost dvou bodů ležících vedle sebe, které lze daným zařízením rozeznat jako oddělené. V literatuře se uvádí, že zdravé lidské oko při dostatečném osvětlení je schopno ve vzdálenosti 25 cm rozlišit dva body vzdálené od sebe 0,2 mm. Co se ukryje mezi tyto dva body je pro lidské oko neviditelné. Optický mikroskop byl zkonstruován již v 16. století a značně pomohl zvědavému člověku v pozorování nepatrných objektů - jeho rozlišovací schopnost se během jeho vývoje posunula až na hodnotu 0,25 mm. Proč se nepodařilo posunout tuto mez hlouběji do mikrosvěta zdokonalováním konstrukce optického mikroskopu a skleněných čoček, odhalil na konci 19. století Ernest Abbe, který nalezl vztah pro rozlišovací schopnost objektivu světelného mikroskopu. Vycházel přitom z Airyho kruhů, které můžeme pozorovat při zobrazení bodového zdroje světla skleněnou čočkou (obr. 1). Obrazem není bod, ale celá řada soustředných kruhů, které vznikají difrakcí světla na okraji čočky. V případě dvou bodových zdrojů světla, které navzájem přibližujeme, jsme je schopni rozeznat jako oddělené do chvíle, kdy střed jednoho obrazu bodu se kryje s prvním minimem druhého obrazu. To odpovídá zhruba poklesu intenzity světla o 19 % (obr. 2). Vzdálenost mezi středy maxim obrazů světelných bodů se rovná rozlišovací schopnosti a její hodnotu je možné určit podle vztahu, který odvodil Abbe:  [1.]kde l je vlnová délka použitého záření n je index lomu a je poloviční úhlová apertura čočky (obr. 3) Rovnici [1.] je možné zjednodušit bez dopuštění se výrazné chyby dosazením jedničky za součin n.sin alfa, který je označovaný jako numerická apertura a je optickou konstantou daného objektivu. Potom z něj vyplývá, že mezní rozlišovací schopnost je zhruba polovinou vlnové délky použitého záření. Pro zelené světlo, které je zhruba uprostřed viditelného spektra, je l okolo 550 nm a tedy rozlišovací schopnost mikroskopu pracujícího s tímto světlem je okolo 300 nm. Již na konci 19. století bylo tedy vědcům zřejmé, že hlubší proniknutí do mikrosvěta vyžaduje použít záření s mnohem kratší vlnovou délkou než má viditelné světlo. A jsme zpátky u otázky proč elektrony. Jak je vidět v {tab.1}, vlnová délka elektronu urychleného napětím 100 kV už teoreticky stačí na zobrazení atomu. V praxi se však takových zvětšení u běžných mikroskopů nedosahuje z důvodu řady technických problémů, které sice řešit lze, ale za příliš vysokou cenu. Běžné laboratorní transmisní elektronové mikroskopy v současné době mají rozlišovací schopnost v řádu desetin nm, která postačuje k pozorování např. větších bílkovinných makromolekul. Účelem každého zvětšování v mikroskopii je zvýšit počet informací o pozorovaném objektu, které jsou jinak lidskému oku nedostupné. Pokud počet informací roste, je zvětšení užitečné Pokud ne, jde o prázdné zvětšení. K tomu dochází, když zvětšení překročí rozlišovací schopnost mikroskopu: Mu = R.S oko / R.S mik [2.] Mu je užitečné zvětšení RS oko je rozlišovací schopnost lidského oka (cca 0,1 mm) RS mik elektronový mikroskop 10 nm, transmisní elektronový mikroskop 0,1 nm ) Užitečné zvětšení například pro světelný mikroskop je tedy okolo 550 x, pro SEM 10000 x a pro TEM 1000000 x. Jaký typ mikroskopu použít k pozorování biologického objektu či jeho části dané velikosti, lze odvodit z (obr. 4). Velký vliv na rozhodnutí, který typ mikroskopu použít, bude mít také charakter preparátu. |
 Předchozí |
Další  |
 Literatura | |
Obrázky | |
 |
Obr1 - V případě prvního schematu, kdy apertury jsou od sebe vzdáleny přinejmenším o 1/2 průměru Airyho kruhů,můžeme světelné body odlišit. V případě zobrazeném na schematu 2, kde se Airyho kruhy překrývají, světelné body nerozlišíme. |
| Zpět | |
 |
Obr2 - Vzdálenost maxim Airyho kruhů na hranici rozlišitelnosti |
| Zpět | |
 |
Obr3 - Poloviční aprturní úhel čočky |
| Zpět | |
 |
Obr4 - Schematické znázornění rozlišovací schopnosti některých zobrazovacích soustav |
| Zpět | |