Размерно-массовые характеристики, их значение в оценке качества товаров

Метод исследования в свете  люминесценции (люминесцентная микроскопия, или флуоресцентная микроскопия) состоит в наблюдении под микроскопом зелено-оранжевого свечения микрообъектов, которое возникает при их освещении сине-фиолетовым светом или не видимыми глазом ультрафиолетовыми лучами. В оптическую схему микроскопа вводятся два светофильтра. Один из них помещают перед конденсором. Он пропускает от источника-осветителя излучение только тех длин волн, которые возбуждают люминесценцию либо самого объекта (собственная люминесценция), либо специальных красителей, введённых в препарат и поглощённых его частицами (вторичная люминесценция). Второй светофильтр, который установлен после объектива, пропускает к глазу наблюдателя (или на фоточувствительный слой) только свет люминесценции. В люминесцентной микроскопии используют освещение препаратов как сверху (через объектив, который в этом случае служит и конденсором), так и снизу, через обычный конденсор. Наблюдение при освещении сверху иногда называют «люминесцентной микроскопией в отражённом свете» (этот термин условен — возбуждение свечения препарата не является простым отражением света). Его часто используют совместно с наблюдением по фазово-контрастному методу в проходящем свете. Метод нашел широкое применение в микробиологии, вирусологии, гистологии, цитологии, в пищевой промышленности, при исследовании почв, в микрохимическом анализе, в дефектоскопии. Такое многообразие применений объясняется очень высокой цветовой чувствительностью глаза и высокой контрастностью изображения самосветящегося объекта на тёмном нелюминесцирующем фоне. Кроме того, информация о составе и свойствах исследуемых веществ, которую можно получить, зная интенсивность и спектральный состав их люминесцентного излучения, имеет огромную ценность.

ЭЛЕКТРОННАЯ МИКРОСКОПИЯ - совокупность методов исследования с помощью электронных микроскопов микроструктур тел (вплоть до атомно-молекулярного уровня), их локального состава и локализованных на поверхностях или в микрообъёмах тел электрических и магнитных полей ("микрополей"). Как самостоятельное научное направление электронная микроскопия включает: усовершенствование и разработку новых электронных и др. корпускулярных микроскопов (напр., протонного микроскопа) и приставок к ним; разработку методик препарирования образцов, исследуемых в электронных микроскопах; изучение механизмов формирования электронно-оптических изображений; разработку способов анализа разнообразной информации, получаемой с помощью электронных микроскопов.

Объекты исследования в электронной микроскопии - обычно твёрдые тела. В просвечивающих электронных микроскопах (ПЭМ), в которых электроны с энергиями от 1 кэВ до 5 МэВ проходят сквозь объект, изучаются образцы в виде тонких плёнок, фольги, срезов и т. п. толщиной от 1 нм до 10 мкм (от 10  до 105). Порошки, микрокристаллы, аэрозоли и т. п. можно изучать, нанеся их предварительно на подложку - тонкую плёнку для исследования в ПЭМ или массивную подложку для исследования в растровых электронных микроскопах (РЭМ). Поверхностную и приповерхностную структуру массивных тел толщиной существенно больше 1 мкм исследуют с помощью РЭМ, отражательных и зеркальных, а также ионных проекторов и электронных проекторов. Поверхностная геом. структура массивных тел изучается также и методом реплик: с поверхности такого тела снимается реплика-отпечаток в виде тонкой плёнки углерода, коллодия, формвара и т. п., повторяющая рельеф поверхности, и рассматривается в ПЭМ. Обычно предварительно на реплику в вакууме напыляется под скользящим углом слой сильно рассеивающего электроны тяжёлого металла (напр., Pt), оттеняющего выступы и впадины геом. рельефа. Метод т. н. декорирования позволяет исследовать не только геом. структуру поверхностей, но и электрическую, т. е. микрополя, обусловленные наличием дислокаций, скоплений точечных дефектов, ступенями роста кристаллических граней, доменной структурой и т. д. При таком методе исследования на поверхность образца вначале напыляется очень тонкий слой декорирующих частиц (атомы тяжёлого металла с большим коэффициентом поверхностной диффузии, молекулы полупроводников или диэлектриков), осаждающихся преим. на участках сосредоточения микрополей, а затем снимается реплика с включениями декорирующих микрополя частиц.

С помощью газовых микрокамер - приставок к ПЭМ или РЭМ - можно  изучать жидкие и газообразные объекты, неустойчивые к воздействию высокого вакуума, в т. ч. влажные биол. препараты. Радиационное воздействие облучающего электронного пучка довольно велико, поэтому при исследовании биологических, полупроводниковых, полимерных и т. п. объектов необходимо тщательно выбирать режим работы электронного микроскопа, обеспечивающий минимальную дозу облучения.

Наряду с исследованиями статических, не меняющихся во времени  объектов, электронная микроскопия даёт возможность изучать различные процессы в динамике их развития: рост плёнок, деформацию кристаллов под действием переменной нагрузки, изменение структуры под влиянием электронного или ионного облучения и т. д. Благодаря малой инерционности электронов можно исследовать периодические во времени процессы, напр. перемагничивание тонких магнитных плёнок, изменение поляризации сегнетоэлектриков, распространение УЗ-волн и т. д. Эти исследования проводят методами стробоскопической электронной микроскопии: образец "освещается" электронным пучком не непрерывно, а именно пульсами, синхронными с подачей импульсного напряжения на образец, что обеспечивает фиксацию на экране прибора определенные фазы процесса точно так же, как это происходит в светооптических стробоскопических приборах. Предельное временное разрешение при этом может, в принципе, составлять около 10-15 с для ПЭМ (реализовано разрешение лучшее 10-12 с для ПЭМ и РЭМ).

Аморфные и квазиаморфные тела, размеры частиц которых меньше разрешаемого в электронном микроскопе расстояния, рассеивают электроны диффузно. Для их исследования используются простейшие методы амплитудной электронной микроскопией. Напр., в ПЭМ контраст изображения, т. е. перепад яркостей изображения соседних участков объекта, в первом приближении пропорционален перепаду толщин этих участков. Для расчёта контраста изображений кристаллических тел и решения обратной задачи - расчёта структуры объекта по наблюдаемому изображению - привлекаются методы фазовой электронной микроскопии: решается задача о дифракции электронов на кристаллической решётке. При этом дополнительно учитываются неупругие взаимодействия электронов с объектом: рассеяние на плазмонах, фононах и т. п. В ПЭМ и растровых ПЭМ (ПРЭМ) высокого разрешения получают изображения отд. молекул или атомов тяжёлых элементов; пользуясь методами фазовой электронной микроскопии, восстанавливают по изображениям трёхмерную структуру кристаллов и биол. макромолекул. Для решения подобных задач применяют, в частности, методы голографии, а расчёты производят на ЭВМ.

Разновидность фазовой электронной микроскопии - интерференционная электронной микроскопии, аналогичная оптической интерферометрии: электронный пучок расщепляется с помощью электронных призм, в одном из плеч интерферометра устанавливается образец, изменяющий фазу проходящей сквозь него электронной волны. Этим методом можно измерить, напр., внутренний электрический потенциал образца.

С помощью т. н. лоренцевой электронной микроскопии, в которой изучают явления, обусловленные Лоренца силой, исследуют внутренние магнитные и электрические поля или внешние поля рассеяния, напр. поля магнитных доменов в тонких плёнках, сегнетоэлектрических доменов, поля головок для магнитной записи информации и т. п.

Состав объектов исследуется  методами микродифракции, т. е. электронографии локальных участков объекта, методами рентгеновского и катодолюминесцентного локального спектрального микроанализа: регистрируются рентгеновское излучение на характеристических частотах или катодолюминесценция, возникающие при бомбардировке образца сфокусированным пучком электронов (диаметр электронного "зонда" менее 1 мкм). Кроме того, изучаются энергетические спектры вторичных электронов, выбитых первичным электронным пучком с поверхности или из объёма образца.

Интенсивно разрабатываются  методы количественной электронной микроскопии - точного измерения различных параметров образца или исследуемого процесса, например измерение локальных электрических потенциалов и магнитных полей, микрогеометрии поверхностного рельефа и т. д. Электронные микроскопы используют и в технологических целях (напр., для изготовления микросхем методом электронолитографии).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы.

1. Петрище Ф. А. Теоретические основы товароведения и экспертизы непродовольственных товаров. М., 2004.
2. Практическая растровая электронная микроскопия, под ред. Дж. Гоулдстейна и X. Яковица, пер. с англ., М., 1978.
3. Стоянова И. Г., Анаскин И. Ф., Физические основы методов просвечивающей электронной микроскопии, М., 1972.
4. Утевский Л. М., Дифракционная электронная микроскопия в металловедении, М., 1973.
5. Хокс П., Электронная оптика и электронная микроскопия, пер. с англ., М., 1974.