پروژه میکروسکوپ ها

اختصاصی از یارا فایل پروژه میکروسکوپ ها دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

فرمت فایل : WORD (قابل ویرایش)

تعداد صفحات:44

فهرست مطالب:
عنوان                                                                                                             صفحه
تقدیر و تشکر...........................................................................................................
تقدیم........................................................................................................................
تعریف میکروسکوپ................................................................................................
تاریخچه...................................................................................................................
سیر تحولی و رشد..................................................................................................
انواع میکروسکوپ.................................................................................................
میکروسکوپ های الکترونی.................................................................................
فناوری در میکروسکوپ های الکترونی................................................................
میکروسکوپ های الکترونی روبشی(SEM).......................................................
میکروسکوپ های الکترونی تراگسیل (TEM)......................................................
میکروسکوپ های نیروی اتمی(AFM)....................................................................
میکروسکوپ های نوری.......................................................................................................
اجزای اصلی میکروسکوپ نوری.................................................................................
چگونگی تشکیل و مشاهده تصویر..............................................................................
میکروسکوپ‌های پراب پویشی......................................................................................
میکروسکوپ تونل زننده...............................................................................................
میکروسکوپ نوری روبش میدان نزدیک....................................................................
میکروسکوپ نیروی مغناطیسی....................................................................................
میکروسکوپ فلورسانت (fluorescent microscope)..................................................
دید کلی ..............................................................................................................................
منابع......................................................................................................................................

تعریف میکروسکوپ
میکروسکوپ (از یونانی μικρόσκοπεῖν) یا ریزبین دستگاهی است که برای دیدن اجسامی که با چشم غیر مسلح دیده نمی‌شوند بکار می‌رود.

تاریخچه میکروسکوپ
در روزگاران قدیم, کوچکترین موجودات زنده ای که مردم می شناختند آنهایی بودند که به زحمت با چشم دیده می شوند. ولی آیا ممکن بود موجوداتی هم باشند که با چشم دیده نشوند اگر با چشم دیده نمی شدند, با چه وسیله ای ممکن بود آنها را دید. البته در آن زمانم مردم به وسایلی می توانستند کاری کنندکه چیزهای خیلی کوچک بزرگتر از آنچه بودند نشان داده شوند. مثلاً بعضی از مردم متوجه شده بودند که اگر از میان شیشه ای که سطح آن منحنی باشد به چیزهای خیلی کوچک نگاه کنند, آنها بزرگتر از آنچه هستند به نظر می آیند.
با این همه, فقط در حدود سال 1650 میلادی بود که دانشمندان با این شیشه های منحنی به چیزهای خیلی کوچک نگاه کردند و به دقت به بررسی آنها پرداختند . اسم این شیشه ها را, که سطح منحنی داشتند, عدسی گذاشتند, زیر اشکال آنها مثل شکل دانه های عدس بود. معمولاً برای اینکه به چیزهای بسیار کوچک نگاه کنند, بیش از یک عدسی به کار می بردند. عدسیها را در دو انتهای یک لوله فلزی جا می دادند.
آنهارا طوری بر جا می دادند که چیزهای بسیار کوچک بهتر دیده شوند. اسم این لوله را, با عدسیهایی که درون آن بود, میکروسکوپ گذاشتند.
میکروسکوپ از دو واژه یونانی میکرو, به معنی کوچک و سکوپ, به معنی دیدن, گرفته شده است. بنابراین میکروسکوپ یعنی دیدن چیزهای کوچک. یکی از موجودات کوچک زنده که دانشمندان بیش از همه آن را مورد مطالعه قرار دادند کک بود. برای همین بود که اسم اولین میکروسکوپها را شیشه های گکی گذاشته بودند.
قبل از اختراع میکروسکوپ در اواسط قرن هفدهم, مشاهده سلول مقدور نبود, زیرا سلول واحد بسیار کوچکی است که با چشم غیر مسلح قابل رویت نیست. روبرت هوک2 اول بار در سال 1665 زیر میکروسکوپ ابتدایی که خود ساخته بود سلولهای مرده را در برش های چوب پنبه و نوعی کمک مشاهده کرد. این سلولهای تو خالی و متصل به هم, شکل اتاقکهای لانه زنبور را داشتند و هوک آنها را سلولی3 نامید که به زبان لاتین مفهوم اتاقکهای کوچک را دارد.

سیر تحولی و رشد
در طول قرن هیجدهم میکروسکوپ در زمره وسایل تفریحی به شمار می‌آمد. با پژوهشهای بیشتر پیشرفتهای قابل توجهی در شیوه ساختن عدسی شئی حاصل شد. بطوری که عدسی‌های دیگر بصورت ذره بینهای معمولی نبودند بلکه خطاهای موجود در آنها که به کجنمایی معروف هستند، دفع شده‌اند و آنها می‌توانستند جرئیات یک شی را دقیقا نشان دهند. پس از آن در طی پنجاه سال، پژوهشگران بسیاری تلاش کردند تا بر کیفیت و مرغوبیت این وسیله بیافزایند. بالاخره ارنست آبه توانست مبنای علمی میزان بزرگنمایی میکروسکوپ را تعریف کند.
بدین ترتیب میزان بزرگنمایی مفید آن بین ۵۰ تا ۲۰۰۰ برابر مشخص شد. البته می‌توان میکروسکوپ‌هایی با بزرگنمایی بیش از ۲۰۰۰ برابر ساخت. مثلاً قدرت عدسی چشمی را بیشتر کرد. اما قدرت تفکیک نور ثابت است و درنتیجه حتی بزرگنمایی بیشتر می‌تواند دو نقطه از یک شی را بهتر تفکیک کند. هر چه بزرگنمایی شی افزایش یابد به میزان پیچیدگی آن افزوده می‌شود. بزرگنمایی شی در میکروسکوپهای تحقیقاتی جدید معمولاً ۳X، ۶X، ۱۰X، ۱۲X، ۴۰X و ۱۰۰X است. در نتیجه بزرگنمایی در این میکروسکوپ بین ۱۸ تا ۱۵۰۰ برابر است. چون بزرگنمایی میکروسکوپ نوری بدلیل وجود محدودیت پراش از محدوده معینی تجاوز نمی‌کند برای بررسی بسیاری از پدیده‌هایی که احتیاج به بزرگنمایی خیلی بیشتر دارند مفید است. تحقیقات بسیاری صورت گرفت تا وسیله دقیق تری با بزرگنمایی بیشتر ساخته شود. نتیجه این پژوهشها منجر به ساختن میکروسکوپ الکترونی شد.
انواع میکروسکوپ از نظر نوع آشکارساز
1- میکروسکوپ‌های الکترونی
2- میکروسکوپ الکترونی روبشی
3- میکروسکوپ الکترونی عبوری
4-میکروسکوپ نوری
5-میکروسکوپ نوری عبوری
5-میکروسکوپ نوری بازتابی
6-میکروسکوپ‌های پراب پویشی
7-میکروسکوپ نیروی جانبی
8- میکروسکوپ نیروی اتمی
9- میکروسکوپ نیروی مغناطیسی
10- میکروسکوپ تونلی پویشی
11-میکروسکوپ میدان نزدیک نوری
11- میکروسکوپ ولتاژ پویشی
میکروسکوپ های الکترونی؛
میکروسکوپ های الکترونی ابزاری نیرومند و دارای قابلیت های فراوانی برای تصویر برداری‌،  آشکار سازی و ارائه اطلاعات مفید درباره  پدیده های کوچک و بسیار کوچک هستند. این ابزارها با خانواده های متفاوت و عناوینی خاص مرتبط با اساس عملکردشان مطرح می شوند که از یک سو از لحاظ ساختار و اجزای داخلی قابل بررسی و ارزیابی اند و از سوی دیگر ، از لحاظ روش های آنالیز و دریافت داده ها از نمونه قابل مقایسه و مطالعه هستند.
آماده سازی و نوع نمونه ها بر اساس ساختار و عــمــلــکــــرد پــــردازش اطــــلاعـــات از نـمـــونـــه مــتــفـــاوت اســـت بـــه طـــوریــکـــه در بــعــضـــی از میکـروسکـوپ‌هـای الکتـرونـی آمـاده سـازی به دشـواری و بـا شرایط خاص همراه است و در بعضی دیگر، روش های آماده سازی نمونه های بیولوژی و غیر بیولوژی متفاوت است. داده های حاصل از پردازش اطلاعات از نمونه ها ، از یک مـنـظـــر در ســـاخـــت و تـــولـیـــد ریــز تــراش هــا ، سیستم‌های متنوع الکترونی و الکترومکانیکی اهـمـیـــت خـــاص دارد و از مـنـظـــر دیـگــر در بــه کــارگـیــری نمـونـه هـای بیـولـوژی ( سلـول هـا ، پـــروتــیـــن هـــا و...) بـــرای طـــراحـــی و ســـاخــت ریـزتـراشـه‌هـای زیـسـتـی و سیستم های زیستی نانومتری نقش به سزایی را ایفا می کند.
مــیــکـــروســکـــوپ هـــای الـکـتــرونــی ابــزاری نـیـرومـنـد و دارای قـابـلـیـت هـای فـراوانی برای تصویر برداری ، آشکار سازی و ارائه اطلاعات مفید درباره پدیده های کوچک و بسیار کوچک هـسـتند. ابن ابزارها با خانواده های متفاوت و عـنـاویـنـی خـاص مرتبط با اساس عملکردشان مطرح می شوند که از یک سو از لحاظ ساختار و اجـزای داخـلی قابل بررسی و ارزیابی اند و از سوی دیگر ، از لحاظ روش های آنالیز و دریافت داده ها از نمونه قابل مقایسه و مطالعه هستند.
در میکروسکوپ های الکترونی نمونه های بیولوژی و غیر بیولوژی در دو دسته مشخص و تفکیک شده مورد مطالعه قرار می گیرند. روش های آماده سازی نمونه ، برای هر دسته متفاوت و بر اساس روش کار و پردازش داده ها توسط میکروسکوپ های الکترونی مبتنی است. آماده سازی نمونه در بعضی سیستم ها با اندود سازی نمونه با سایر عناصر شکل می گیرد و در بعضی دیگر با آبگیری و تثبیت همراه است. در هر صورت برای دستیابی به داده ها از نمونه های بیولوژی و غیر بیولوژی متناسب با روش های استاندارد و قابل استناد باشد تا از یک سو اطلاعات کامل و در حداقل خطا باشند و از سوی دیگر نمونه های با ارزش و زمان آماده سازی به هدر نرفته و کار با موفقیت به انجام رسد.
اگرچه، میکروسکوپ های الکترونی شباهت های اساسی با یکدیگر دارند ولی تـفــاوت هـای قـابـل مـلاحظـه آن‌هـا بـاعـث وجـود گـونـه هـا و خـانـواده هـای مختلـف (میکروسکوپ های الکترونی روبشی ، تراگسیل ، کاوشی ) شده است. این تفاوت بر اساس نوع و روش دستیابی به اطلاعات همانند روش روبش ، تراگسیل ، کاوش است. علت وجود روش های متفاوت، بررسی و مطالعه بهتر و آسان تر و نیز هدفمند نمونه ها است.
فناوری در میکروسکوپ های الکترونی
پیش از ورود به مبحث آماده سازی نمونه ، نگاهی کلی و گذرا بر اصول و روش کار میکروسکوپ های الکترونی اگرچه مختصر امری ضروری است. میکروسکوپ‌های الکترونی براساس ساختار و روش کار میکروسکوپ های نوری ساخته شده اند و از این‌رو دارای شباهت ها و تفاوت هایی با یکدیگرند. اولین مولفه  قابل ارزیابی بین این دو گروه ، نوع منبع است که در میکروسکوپ های الکترونی ، الکترون پر انرژی و متمرکز برای دستیابی به تصویر و اطلاعات از نمونه به جای نور مورد استفاده قرار می گیرد. مـــولـفـــه دیـگـــر ، عـــدســی‌هــای هـسـتـنــد کــه در مـیـکـروسکـوپ هـای الکتـرونـی ، عـدسـی‌هـای الکترومغناطیسی با قابلیت تنظیم فاصله کانونی را دارند. با تغییر میزان جریان الکتریکی ، میزان بزرگنمایی قابل کنترل است. این درحالی است که عدسی های شیشه ای در میکروسکوپ های نور با فاصله کانونی ثابت فاقد این توانایی است و در نتیجه اطلاعات قابل دسترسی محدودتری را در اختیار محققان از نمونه قرار می دهند.
چـگــونـگــی دسـتــرســی و دریـافـت داده هـا ، آشکارسازی و نمایش نتایج حاصله از نمونه ، تــوســط مـیـکـروسکـوپ هـای الکتـرونـی دارای مراحل اساسی مشترک زیر هستند:
1-جریانی از الکترون ها توسط منبع الکترونی ایجاد و با استفاده از یک پتانسیل الکتریکی مثبت به طرف نمونه شتاب داده می شود.
2-جـریـان الـکـتـرونـی بـا کـمـک عدسی های مـغـنـاطـیـسـی و دهـانه ها به یک پرتوی تک فام ظریف و متمرکز تبدیل می شوند.
3-پرتوی الکترونی حاصل با استفاده از یک عــدســی مـغـنــاطـیـســی در روی نـمـونـه کـانـونـی می‌شود.
4-برخورد پرتو الکترونی به نمونه سبب بر هــم کـنــش هــای مـخـتـلفـی در داخـل نمـونـه هـا می‌شود که خود پرتو الکترونی نیز تحت تاثیر قرار می گیرد.
5-سیگنال های حاصل از این بر هم کنش ها و آثار آن ، جمع آوری شده تا امکان دستیابی به اطلاعات با ارزش را میسر سازد
در این مراحل کلی ، نمایی مناسب از روش کار میکروسکوپ های الکترونی حاصل شد. در هر صورت ، قابلیت های ممتاز و توانایی های زیاد میکروسکوپ های الکترونی موجب عدم مـحـدودیـت در اسـتـفـاده و بـه کـارگـیـری آن هـا نـمــی‌شــود. بــه طــور کـلــی  مـهـمـتــریــن عــوامـل مـحــدود‌سـاز شـامـل:  گـران و پـرهـزیـنـه بـودن ، ظرافت و پیچیدگی کاربری ، حساسیت بعضی از مواد، نسبت الکترون های پر انرژی و دشواری آماده‌سازی نمونه در بعضی از گروه ها هستند.
گونه های متداول و معروف میکروسکوپ الـکـتـــرونـــی ، کـــه دارای زیـــر مـجـمـــوعـــه هــای گسترده‌ای نیز هستند عبارتند از : میکروسکوپ الـکـتــرونــی تــراگـسـیــل  (TEM)، میکـروسکـوپ الکترونی روبشی (SEM) و میکروسکوپ نیروی اتمی  (AFM) که در شکل 1 ترسیمی ساده از کنش پرتو در هر یک از سه میکروسکوپ مذکور نمایش داده شده است.