ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ

Transcript

1 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΣΥΝΕΣΤΙΑΚΗ ΜΙΚΡΟΣΚΟΠΙΑ ΚΑΙ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ LASER Εισηγητής: Μάρκου Στέλλα, Α.Ε.Μ: 1108 Επιβλέπων: Πλέρος Νικόλαος, Λέκτορας 2009

2 Υπεύθυνη ήλωση : Βεβαιώνω ότι είµαι συγγραφέας αυτής της πτυχιακής εργασίας και ότι κάθε βοήθεια την οποία είχα για την προετοιµασία της, είναι πλήρως αναγνωρισµένη και αναφέρεται στην πτυχιακή εργασία. Επίσης έχω αναφέρει τις όποιες πηγές από τις οποίες έκανα χρήση δεδοµένων, ιδεών ή λέξεων, είτε αυτές αναφέρονται ακριβώς είτε παραφρασµένες. Επίσης βεβαιώνω ότι αυτή η πτυχιακή εργασία προετοιµάστηκε από εµένα προσωπικά ειδικά για τις απαιτήσεις του προγράµµατος σπουδών του Τµήµατος Πληροφορικής του Αριστοτέλειου Πανεπιστηµίου Θεσσαλονίκης.

3 ΠΕΡΙΛΗΨΗ Η πτυχιακή εργασία µε τίτλο «ΣΥΝΕΣΤΙΑΚΗ ΜΙΚΡΟΣΚΟΠΙΑ ΚΑΙ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ LASER» αφορά µια εργασία η οποία µας εισάγει στον «κόσµο» των µικροσκοπίων και τη λειτουργία τους. ιαβάζοντας κάποιος την εργασία αρχικά ενηµερώνεται για τις βασικές έννοιες της γεωµετρικής οπτικής και στην συνέχεια αποκτά κάποιες εισαγωγικές γνώσεις µικροσκοπίας. Ακολουθεί µία πιο εξειδικευµένη αναφορά στο κοµµάτι της µικροσκοπίας φθορισµού. Σε αυτό το σηµείο ο αναγνώστης έχει την ευκαιρία να µάθει τα µέρη ενός µικροσκοπίου φθορισµού, τις πηγές φωτός που χρησιµοποιούνται και τους ιχνηθέτες φθορισµού. Τέλος το τελευταίο µέρος της εργασίας αναφέρεται στα συστήµατα laser που χρησιµοποιούνται στη µικροσκοπία. Πιο συγκεκριµένα γίνεται αναφορά στον τρόπο µε τον οποίο χρησιµοποιούνται, στο πως είναι κατασκευασµένα, στο πιο laser υπερτερεί έναντι κάποιου άλλου και στο ποια lasers είναι κατάλληλα στη χρήση συνεστιακής µικροσκοπίας.

4 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ Α. ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΜΙΚΡΟΣΚΟΠΙΑ Η ΕΝΝΟΙΑ ΤΗΣ ΜΕΓΕΘΥΝΣΗΣ Κεφάλαιο 1: Βασικές Έννοιες της Γεωµετρικής Οπτικής Η φύση του φωτός Η αρχή του Huygens καιη αρχή του Fermat για τη διάδοση του φωτός Η ανάκλαση του φωτός Η διάθλαση του φωτός Ανάκλαση σε επίπεδη επιφάνεια -Σχηµατισµός ειδώλου Ολική εσωτερική ανάκλαση ιασπορά ή διασκεδασµός του φωτός... 6 Κεφάλαιο 2: Μικροσκοπία Γενικές αρχές Ο µεγεθυντικός φακός Απλό µικροσκόπιο Σύνθετο οπτικό µικροσκόπιο Μέρη µικροσκοπίου.12 Κεφάλαιο 3: Αντικειµενικοί Φακοί Μικροσκοπίων Γενικά Χαρακτηριστικά αντικειµενικών φακών Τύποι αντικειµενικών φακών...15 Κεφάλαιο 4: Αριθµητικό Άνοιγµα και ιακριτική Ικανότητα Αριθµητικό Άνοιγµα Σχέση αριθµητικού ανοίγµατος(να) και διακριτικής ικανότητας.. 19 Β. ΦΘΟΡΙΣΜΟΣ - ΜΙΚΡΟΣΚΟΠΙΑ ΦΘΟΡΙΣΜΟΥ ΒΑΣΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ Κεφάλαιο 1: Εισαγωγή Ηλεκτροµαγνητικό Φάσµα Οπτική Η/Μ Ακτινοβολία οµή της Ύλης Άτοµα Μόρια Ενεργειακή κατανοµή Ακτινοβολία Εκποµπής Κβαντική Απόδοση Εσωτερική Μετατροπή ιεσωτερική Μετάβαση (Intersystem crossing) Πιθανότητα µετάβασης ακτινοβολητικών µεταβάσεων Φθορισµός Γενικά Χαρακτηριστικά του Φθορισµού Ιδιότητες ιεγερµένης Κατάστασης ιάρκεια Ζωής Κβαντική Απόδοση Φθορισµού Παράγοντες που Επηρεάζουν την Ένταση του Φθορισµού. 34

5 Φάσµατα Φάσµα ιέγερσης Φάσµα Εκποµπής Σύγκριση φασµάτων διέγερσης και εκποµπής Περιορισµοί του Φθορισµού Θερµοκρασιακή Απόσβεση Απόσβεση λόγω Οξυγόνου Απόσβεση λόγω Συγκέντρωσης Απόσβεση λόγω προσµίξεων 40 Κεφάλαιο 2: Εισαγωγή στην Απεικονιστική Μικροσκοπία Φθορισµού Κεφάλαιο 3: Μικροσκόπιο Φθορισµού Οργανολογία Εξοπλισµός µικροσκοπίας φθορισµού Μέρη ενός µικροσκοπίου φθορισµού Οπτική Τράπεζα..43 Κεφάλαιο 4: Πηγές Φωτός σε ένα Μικροσκόπιο Φθορισµού Εισαγωγή Λάµπες Νήµατος (Tungsten - Halogen) Λάµπες τόξου (Mercury / Xenon arc) Πηγές Laser..45 Κεφάλαιο 5: Ιχνηθέτες Φθορισµού ιέγερση και Εκποµπή Γραµµικότητα Φωτεινότητα Επιδράσεις περιβάλλοντος είγµατα µε πολλές φθορίζουσες ουσίες Γ. ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΣΥΝΕΣΤΙΑΚΗ ΜΙΚΡΟΣΚΟΠΙΑ ΒΑΣΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ Κεφάλαιο 1: Κλασσικές Τεχνικές Προετοιµασίας Βιολογικών ειγµάτων...49 Κεφάλαιο 2: Προετοιµασία Βιολογικών ειγµάτων και Απεικόνιση Οι Αντικειµενικοί Φακοί Ιχνηθέτες για Συνεστιακή Μικροσκοπία Αυτοφθορισµός Συλλογή Εικόνων...54 Κεφάλαιο 3: Συστήµατα LASER ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 71

6