Test na Rozlišovací schopnost mikroskopu

Otázka 1: Pro dosažení co nejvyšší rozlišovací schopnosti světelného mikroskopu je vhodné použít světlo s co nejdelší vlnovou délkou.

A. Ano

B. Ne

Vysvětlení: Pro dosažení co nejvyšší rozlišovací schopnosti, což znamená co nejmenší rozlišovací mez (d), je třeba použít světlo s co nejkratší vlnovou délkou (λ). Vzorec pro rozlišovací mez je d = λ / (2 · NA), z čehož vyplývá, že d je přímo úměrné λ. Tedy kratší vlnová délka vede k menší rozlišovací mezi a vyšší rozlišovací schopnosti.

Otázka 2: Které faktory přímo vedou ke ZVÝŠENÍ rozlišovací schopnosti světelného mikroskopu?

A. Použití světla s kratší vlnovou délkou.

B. Použití objektivu s vyšší numerickou aperturou.

C. Zvětšení obrazu mikroskopem nad rámec jeho rozlišovací meze.

D. Snížení indexu lomu prostředí mezi vzorkem a objektivem.

Vysvětlení: Rozlišovací schopnost světelného mikroskopu je popsána Abbeho difrakčním limitem, d = λ / (2 · NA). Pro dosažení co nejmenší rozlišovací meze (d), a tím co nejvyšší rozlišovací schopnosti, je třeba použít světlo s co nejkratší vlnovou délkou (λ) a objektiv s co nejvyšší numerickou aperturou (NA). Zvětšení obrazu nad rámec rozlišovací meze vede pouze k rozmazání obrazu (prázdné zvětšení). Numerická apertura (NA) se zvyšuje zvýšením indexu lomu prostředí (n) mezi vzorkem a objektivem, nikoli jeho snížením.

Otázka 3: Skenovací elektronový mikroskop (SEM) poskytuje vysoce detailní vnitřní strukturu vzorku s nejvyšším rozlišením.

A. Ano

B. Ne

Vysvětlení: Transmisní elektronový mikroskop (TEM) poskytuje vysoce detailní vnitřní strukturu vzorku s nejvyšším rozlišením. Skenovací elektronový mikroskop (SEM) sice poskytuje trojrozměrný obraz povrchu vzorku s vynikající hloubkou ostrosti, ale obvykle s nižším rozlišením než TEM.

Otázka 4: Vlnová délka svazku urychlených elektronů v elektronovém mikroskopu je tisíce až statisícekrát kratší než vlnová délka viditelného světla, což umožňuje pozorování virů a dalších subnanometrových struktur.

A. Ano

B. Ne

Vysvětlení: Studijní materiály uvádějí, že vlnová délka elektronů je výrazně kratší než vlnová délka viditelného světla. Konkrétně pro elektrony urychlené napětím 100 kV je vlnová délka přibližně 3,7 pikometru, což je 'tisíce až statisíce krát kratší' než vlnová délka viditelného světla. Tato extrémně krátká vlnová délka umožňuje elektronovým mikroskopům dosáhnout rozlišovací meze 'v řádu desetin nanometru (0,1 nm) až jednotek nanometrů', což 'umožňuje pozorovat jednotlivé molekuly, atomové roviny a samozřejmě i viry s vysokými detaily'.

Otázka 5: Jaký význam má numerická apertura (NA) objektivu pro rozlišovací schopnost světelného mikroskopu?

A. Vyšší numerická apertura objektivu umožňuje sbírat více světla a tím zlepšuje rozlišení mikroskopu.

B. Numerická apertura určuje pouze zvětšení objektivu, nikoli jeho rozlišovací schopnost.

C. Rozlišovací mez mikroskopu se s rostoucí numerickou aperturou snižuje, což znamená lepší rozlišení.

D. Numerická apertura je méně důležitá pro rozlišení než vlnová délka použitého světla.

Vysvětlení: Podle studijních materiálů je numerická apertura stejně důležitá jako vlnová délka. Objektiv s vysokou NA sbírá více informací, což umožňuje lepší rozlišení. Vzorec pro rozlišovací mez (d = λ / (2 · NA)) ukazuje, že s rostoucí NA (jmenovatel) se hodnota rozlišovací meze (d) snižuje, což znamená, že mikroskop dokáže rozlišit menší vzdálenosti a tedy má lepší rozlišení. Možnost B je chybná, protože NA je klíčová pro rozlišení, ne jen zvětšení. Možnost D je chybná, protože materiály uvádí, že NA je pro rozlišení stejně důležitá jako vlnová délka.