Ультрамикроскоп

Ультрамикроскоп (от ультра... и микроскоп), оптический прибор для обнаружения мельчайших частиц, размеры которых меньше предела разрешения (см. Разрешающая способность оптических приборов) обычных световых микроскопов. Возможность обнаружения таких частиц с помощью У. обусловлена дифракцией света на них. При сильном боковом освещении каждая частица в У. отмечается наблюдателем как светящееся дифракционное пятнышко (яркая точка) на тёмном фоне. В процессе дифракции на мельчайших частицах рассеивается очень мало света. Поэтому с У. применяют, как правило, чрезвычайно сильные источники света. Минимальные размеры обнаруживаемых частиц зависят от интенсивности освещения и достигают 2×10^-9 м. По дифракционным пятнышкам нельзя определить истинные размеры, форму и структуру частиц: У. не даёт изображений оптических исследуемых объектов. Однако, используя У., можно установить наличие и концентрацию частиц, а также изучать их движение.

  У. создали в 1903 австрийские учёные Г. Зидентопф и Р. Зигмонди. В предложенной ими схеме щелевого («классического») У. (рис., а) исследуемая система неподвижна. Кювета, содержащая изучаемое вещество, освещается через узкую прямоугольную щель, изображение которой проектируется в зону наблюдения. В окуляр наблюдательного микроскопа видны светящиеся точки (дифракционные пятна) частиц, находящихся в плоскости изображения щели. Выше и ниже освещенной зоны присутствие частиц не обнаруживается. Вместо щелевого У. для исследования коллоидных систем часто применяют обычные микроскопы с конденсорами тёмного поля [см. Микроскоп, раздел Методы освещения и наблюдения (микроскопия)].

  В поточном У. (рис., б), разработанном в 50-х гг. 20 в. советскими учёными Б. В. Дерягиным и Г. Я. Власенко, поток жидкого золя или аэрозоля направляется по трубке навстречу глазу наблюдателя. Частицы, пересекая зону освещения, регистрируются как яркие вспышки визуально или с помощью фотометрического устройства. Регулируя яркость светового потока подвижным клином фотометрическим, можно выделять для регистрации частицы, размер которых превышает заданный предел. С помощью поточного У. удаётся определять частичные концентрации золей вплоть до 10¹⁰ частиц в 1 см³.

  Различные типы У. и методы ультрамикроскопии применяют при исследованиях разнообразных дисперсных систем, а также для контроля чистоты атмосферного воздуха, технологической и питьевой воды, степени загрязнения оптически прозрачных сред посторонними включениями.

  Лит.: Коузов П. А., Основы анализа дисперсного состава промышленных пылей и измельченных материалов, Л., 1974; Воюцкий С. С., Курс коллоидной химии, М., 1964; Дерягин Б. В., Власенко Г. Я., Поточная ультрамикроскопия, «Природа», 1953, № 11.

  Л. А. Шиц.

Принципиальные схемы щелевого (а) и поточного (б) ультрамикроскопов: 1 — источник света; 2 — конденсатор; 3 — оптическая щель; 4 — осветительный объектив; 5 — кювета; 6 — наблюдательный микроскоп; 7 — фотометрический клин.