УЛЬТРАМИКРОСКОП

УЛЬТРАМИКРОСКОП (от ультра... и микроскоп), оптич. прибор для обнаружения мельчайших частиц, размеры к-рых меньше предела разрешения (см. Разрешающая способность оптич. 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 австр. 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 к-рой пpoeктируется в зону наблюдения. В окуляр наблюдательного микроскопа видны светящиеся точки (дифракционные пятна) частиц, находящихся в плоскости изображения щели. Выше и ниже освещённой 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. сов. 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 фотометрич. устройства. Регулируя яркость светового потока подвижным клином фотометрическим, можно выделять для регистрации частицы, размер к-рых 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, технологич. 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.

Физический энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия.Главный редактор А. М. Прохоров.1983.

УЛЬТРАМИКРОСКОП

- оптич. прибор для обнаружения мельчайших (коллоидных) частиц, размеры к-рых 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 яркая точка (светящееся дифракц. пятно) на тёмном фоне. Вследствие дифракции на мельчайших частицах рассеивается очень мало света, поэтому в У. применяют, как правило, сильные источники света. В зависимости от интенсивности освещения, длины световой волны, разности показателей преломления частицы и среды можно обнаружить частицы размерами от 20-50 нм до 1-5 мкм. По дифракц. пятнам нельзя определить истинные размеры, форму и структуру частиц: У. не даёт оптич. изображений исследуемых объектов. Однако, используя У., можно установить наличие и численную концентрацию частиц, изучать их движение, а также рассчитать ср. размер частиц, если известны их весовая концентрация и плотность.

У. создали Г. Зидентопф (H. Siedentopf) и P. Зигмонди (R. Zsigmondy) в 1903. В предложенной ими схеме щ е л ев о г о У. (рис., а )исследуемая система неподвижна. Кювета 5 с исследуемым объектом освещается источником света 1 (2- конденсор; 4 - осветит. объектив) через узкую прямоуг. щель 3, изображение к-рой проецируется в зону наблюдения. В окуляр наблюдат. микроскопа 6 видны светящиеся точки частиц, находящихся в плоскости изображения щели. Выше и ниже освещённой зоны присутствие частиц не обнаруживается.

Принципиальные схемы щелевого ( а )и поточного (б) ультрамикроскопов.

В п о т о ч н о м У. (рис., б), разработанном Б. В. Деряги-ным и Г. Я. Власенко в 1940-50-х гг., изучаемые частицы движутся по трубке навстречу глазу наблюдателя. Пересекая зону освещения, они регистрируются как яркие вспышки визуально или с помощью фотометрич. устройства. Регулируя яркость освещения наблюдаемых частиц подвижным клином фотометрическим(7), можно выделять для регистрации частицы, размер к-рых превышает заданный предел. С помощью совр. поточного У. с лазерным источником света и оптико-электронной системой регистрации частиц определяют концентрацию частиц в аэрозолях в пределах от 1 до 10⁹ частиц в 1 см ³, а также находят ф-ции распределения частиц по размерам.

У. применяют при исследовании дисперсных систем, для контроля чистоты атм. воздуха, воды, степени загрязнения оптически прозрачных сред посторонними включениями.

Лит.: Воюцкий С. С., Курс коллоидной химии, 2 изд., M., 1975; Коузов П. А., Основы анализа дисперсного состава промышленных пылей и измельченных материалов, 3 изд., Л., 1987; Sountag H.. Strenge K., Coagulation kinetics and structure formation, N. Y.-L., 1987. Л. А. Шиц.

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия.Главный редактор А. М. Прохоров.1988.