МОНТАЖ (франц. montage - подъём установка, сборка, от monter - поднимать), сборка и установка сооружений конструкций, технологического оборудования агрегатов, машин (см. Сборка машин, аппаратов, приборов и др. устройств и готовых частей и элементов.
МОНТАЖ в строительстве - основной производственный процесс, выполняемый при возведении зданий и сооружений или и реконструкции, в результате которого устанавливают в проектное положение строительные конструкции, инженерное технологическое оборудование и др. МОНТАЖ технологического оборудования включает также присоединение его к источникам энергоснабжения системам очистки и удаления отходов оснащение приборами, средствами автоматизации и контроля.
СТРОИТЕЛЬНО-МОНТАЖНЫЕ ОРГАНИЗАЦИИ в СССР, организационно обособленные производственно-хозяйственные единицы, основным видом деятельности которых является строительство новых, реконструкция, капитальный ремонт и расширение действующих объектов (предприятий, их отдельных очередей, пусковых комплексов, зданий, сооружений), а также монтаж оборудовани я. К государственным СТРОИТЕЛЬНО-МОНТАЖНЫМ ОРГАНИЗАЦИЯМ относятся строительные и монтажные тресты (тресты-площадки, тресты гор. типа, территориальные, союзные специализированные тресты); домостроительные, заводостроительные и сельские строительные комбинаты; строительные, (монтажные) управления и приравненные к ним организации (напр., передвижные механизированные колонны, строительно-монтажные поезда и др.).
ПРОЕКТИРОВАНИЕ (от лат. projectus, буквально - брошенный вперёд), процесс создания проекта - прототипа, прообраза предполагаемого или возможного объекта, состояния. Различают этапы и стадии ПРОЕКТИРОВАНИЯ, характеризующиеся определённой спецификой. Предметная область ПРОЕКТИРОВАНИЯ постоянно расширяется. Наряду с традиционными видами ПРОЕКТИРОВАНИЯ (архитектурно-строительным, машиностроительным, технологическим и др.) начали складываться самостоятельные направления ПРОЕКТИРОВАНИЯ человеко-машинных систем (решающих, познающих, эвристических, прогнозирующих, планирующих, управляющих и т. п.) (см. Система "человек и машина"), трудовых процессов, организаций, экологическое, социальное, инженерно-психологич., генетическое ПРОЕКТИРОВАНИЕ и др. Наряду с дифференциацией ПРОЕКТИРОВАНИЯ идёт процесс его интеграции на основе выявления общих закономерностей и методов проектной деятельности.
ПРОМСТРОЙПРОЕКТ, проектный институт в ведении Госстроя СССР. Находится в Москве. Организован в 1933. В составе института архитектурно-строительные и конструкторские отделы; ПРОМСТРОЙПРОЕКТ возглавляет объединение "Союзхимстройниипроект" с проектными институтами в Киеве, Ростове-на-Дону, Тольятти, Алма-Ате. Разрабатывает проекты (архитектурно-строительные и сан.-технич. части) производственных зданий и сооружений крупнейших промышленных предприятий автомобильной, машиностроит., металлургич., химич. и др. отраслей пром-сти; схемы генеральных планов пром. узлов и упорядочения существующих пром. районов; мероприятия по повышению уровня индустриализации строительтсва за счёт унификации и типизации зданий, сооружений и конструкций и внедрения эффективных строит. материалов; нормативные документы и методич. указания по проектированию пром. зданий и сооружений. Периодически публикует реферативную информацию "Строительное проектирование промышленных предприятий". Награждён орденом Трудового Красного Знамени (1958)
| е возможность применения бактерий. Мн. бактерии хорошо растут на углеводородах, в частности газообразных (напр., на метане), а также на др. источниках углерода (напр., на метаноле и уксусной к-те). Углеводороды и их производные привлекают внимание и как сырьё для М. с. отд. физиологически активных соединений (аминокислот, витаминов, нуклеотидов и т. д.).
К числу продуктов М. с. следует отнести и нек-рые средства защиты растений: бактериальные энтомопатогенные препараты (напр., энтобактерин, инсек-тин, дендробациллин), вызывающие гибель вредных насекомых и предотвращающие их массовое размножение. Указанное действие вызывают своеобразные < белковые кристаллы"-носители токсичности, расположенные в микробных клетках.
Методом М. с. получают также мн. бактериальные удобрения.
К частному случаю М. с. относится микробиологич. трансформация органич. соединений. За счёт высокой активности специфических энзиматич. систем микроорганизмы оказываются способными осуществлять ряд реакций на молекуле органич. соединения, не меняя его осн. структуры. Наиболее изучены реакции на молекулах стероидных соединений. В строго определённых положениях осуществляются реакции дегидрирования, дезацетилирования и гидро-ксилирования, в результате чего меняется физиологич. активность исходного сте-роидного соединения. Благодаря подбору соответствующих микроорганизмов - носителей специфических ферментных систем - метод микробиологич. трансформации получает всё большее распространение.
Лит.: Безбородое А. М., Биосинтез биологически активных веществ микроорганизмами, Л., 1969; Уэбб Ф., Биохимическая технология и микробиологический синтез, пер. с англ., М., 1969; А х р е м А. А., Титов Ю. А., Стероиды и микроорганизмы, М., 1970; "Журнал Всес. химического об-ва им. Д. И. Менделеева", 1972. т. 17, № 5 (номер посвящён промышленной микробиологии); "Прикладная биохимия и микробиология" (с 1965); "Journal of Fermentation Technology" (Tokyo, с 1970).
Г. К. Скрябин, А. М. Безбородое.
МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЩЕСТВО Всесоюзное (ВМО), научное объединение сов. учёных и специалистов, работающих в области общей, пром. и с.-х. микробиологии. Организовано в 1957 при АН СССР. В 1960 был принят устав об-ва и избран Центр, совет. В 1972 М. о. объединяло св. 3600 индивидуальных членов и 42 члена-коллектива. 30 отделений М. о. имеются в республиках и больших городах СССР. Осн. задачи об-ва: содействие развитию всех отраслей микробиологии и реализации её достижений в нар. х-ве СССР; оказание помощи членам М. о. в повышении квалификации; улучшение преподавания микробиологии и повышение уровня исследований в этой области; популяризация и пропаганда науч. и практич. достижений; содействие в развитии науч. связей с зарубежными учёными и т. п. Об-во проводит съезды, конференции, циклы лекций, доклады и семинары для повышения квалификации своих членов, издаёт (совм. с Ин-том микробиологии АН СССР) ежегодник "Успехи микробиологии", труды съездов, конференций и семинаров. Президенты об-ва: А. А. Имшенецкий (1960-63); Е. Н. Ми-шустин (1963-68); И. Л. Работнова (1968-71); М. Н. Мейсель (с 1971).
Лит.: Устав Всесоюзного микробиологического общества при АН СССР, М., 1960; Медведева Г. А., Звягинцева И. С., Никитин Д. И., IV съезд Всесоюзного микробиологического общества, "Микробиология", 1972, т. 41, № 1.
Л. В. Калакуцкий.
МИКРОБИОЛГИЯ (от микро... и биология), наука, изучающая микроорганизмы - бактерии, микоплазмы, ак-тиномицеты, дрожжи, микроскопич. грибы и водоросли - их систематику, морфологию, физиологию, биохимию, наследственность и изменчивость, распространение и роль в круговороте веществ в природе, практич. значение.
Возникновение и развитие микробиологии. За неск. тыс. лет до возникновения М. как науки человек, не зная о существовании микроорганизмов, широко применял их для приготовления кумыса и др. кисломолочных продуктов, получения вина, пива, уксуса, при силосовании кормов, мочке льна. Впервые бактерии и дрожжи увидел А. Левенгук, рассматривавший с помощью изготовленных им микроскопов зубной налёт, растит, настои, пиво и т. д. Творцом М. как науки был Л. Постер, выяснивший роль микроорганизмов в брожениях (виноделие, пивоварение) и в возникновении болезней животных и человека. Исключит, значение для борьбы с заразными болезнями имел предложенный Пастером метод предохранит, прививок, основанный на введении в организм животного или человека ослабленных культур болезнетворных микроорганизмов. Задолго до открытия вирусов Пастер предложил прививки против вирусной болезни -бешенства. Он же доказал, что в совр. земных условиях невозможно самопроизвольное зарождение жизни. Эти работы послужили науч. основой стерилизации хирургич. инструментов и перевязочных материалов, приготовления консервов, пастеризации пищ. продуктов и т. д. Идеи Пастера о роли микроорганизмов в круговороте веществ в природе были развиты основоположником общей М. в России С. Н. Виноградским, открывшим хемоавтотрофные микроорганизмы (усваивают углекислый газ атмосферы за счёт энергии окисления неорганич. веществ; см. Хемосинтез), азотфикси-рующие микроорганизмы и бактерий, разлагающих целлюлозу в аэробных условиях. Его ученик В. Л. Омелянский открыл анаэробных бактерий, сбраживаю-щих, т. е. разлагающих в анаэробных условиях целлюлозу, и бактерий, образующих метан. Значит, вклад в развитие М. был сделан голл. школой микробиологов, изучавших экологию, физиологию и биохимию разных групп микроорганизмов (М. Бейеринк, А. Клюйвер, К. ван Нил). В развитии мед. М. важная роль принадлежит Р. Коху, предложившему плотные питат. среды для выращивания микроорганизмов и открывшему возбудителей туберкулёза и холеры. Развитию мед. М. и иммунологии способствовали Э. Беринг (Германия), Э. Ру (Франция), С. Китазато (Япония), а в России и СССР - И. И. Мечников, Л. А. Та-расевич, Д. К. Заболотный, Н. Ф. Гамалея.
Развитие М. и потребности практики привели к обособлению ряда разделов М. в самостоят, науч. дисциплины. О б-щ а я М. изучает фундаментальные закономерности биологии микроорганизмов. Знание основ общей М. необходимо при работе в любом из спец. разделов М.
Содержание, границы и задачи общей М. постепенно изменялись. Ранее к объектам, изучаемым ею, относили также вирусы, простейшие растит, или животного происхождения (протозоа), высшие грибы и водоросли. В зарубежных руководствах по общей М. до сих пор описываются эти объекты. В СССР изучение этих объектов не входит в задачу общей М. В задачу технической, или промышленной, М. входит изучение и осуществление микробиол. процессов, применяемых для получения дрожжей, кормового белка, липидов, бактериальных удобрений, а также получение путём микробиологи-ческого синтеза антибиотиков, витаминов, ферментов, аминокислот, нуклео-тидов, органич. к-т и т. п. (см. также Микробиологическая промышленность). Сельскохозяйственная М. выясняет состав почвенной микрофлоры, её роль в круговороте веществ в почве, а также её значение для структуры и плодородия почвы, влияние обработки на микробиол. процессы в ней, действие бактериальных препаратов на урожайность растений. В задачу с.-х. М. входят изучение микроорганизмов, вызывающих заболевания растений, и борьба с ними, разработка микробиол. способов борьбы с насекомыми - вредителями с.-х. растений и лесных пород, а также методов консервирования кормов, мочки льна, предохранения урожая от порчи, вызываемой микроорганизмами. Геологическая М. изучает роль микроорганизмов в круговороте веществ в природе, в образовании и разрушении залежей полезных ископаемых, предлагает методы получения (выщелачивания) из руд металлов (медь, германий, уран, олово) и др. ископаемых с помощью бактерий. Водная М. изучает количеств, и качеств, состав микрофлоры солёных и пресных вод и её роль в биохим. процессах, протекающих в водоёмах, осуществляет контроль за качеством питьевой воды, совершенствует микробиол. методы очистки сточных вод. В задачу медицинской М. входит изучение микроорганизмов, вызывающих заболевания человека, и разработка эффективных методов борьбы с ними. Эти же вопросы в отношении сельскохозяйственных и др. животных решает ветеринарная М.
Своеобразие строения и размножения вирусов, а также применение спец. методов их исследования привели к возникновению вирусологии как самостоят, науки, не относящейся к М.
Связь микробиологии с другими науками. М. в той или иной степени связана с др. науками: морфологией и систематикой низших растений и животных (микологией , альгологией, протистологией), физиологией растений, биохимией, биофизикой, генетикой, эволюц. учением, молекулярной биологией, органич. химией, агрохимией, почвоведением, биогеохимией, гидробиологией, хим. и микробиол. технологией и др. Микроорганизмы служат излюбленными объектами исследований при решении общих вопросов биохимии и генетики (см. Генетика микроорганизмов, Молекулярная генетика). Так, с помощью мутантов, утративших способность осуществлять один из этапов биосинтеза к.-л. вещества, были расшифрованы механизмы образования мн. природных соединений (напр., аминокислот лизина, аргинина и др.). Изучение механизма фиксации молекулярного азота для воспроизведения его в пром. масштабах направлено на поиски катализаторов, аналогичных тем, к-рые в мягких условиях осуществляют азотфиксацию в клетках бактерий. Между М. и химией существует постоянная конкуренция при выборе наиболее экономичных путей синтеза различных органич. веществ. Ряд веществ, к-рые ранее получали микробиол. путём, теперь производят на основе чисто хим. синтеза (этиловый и бутиловый спирты, ацетон, метионин, антибиотик левомицетин и др.). Нек-рые синтезы осуществляют как хим., так и микробиол. путём (витамин В2, лизин и др.). В ряде производств сочетают микробиол. и хим. методы (пенициллин, стероидные гормоны, витамин С и др.). Наконец, есть продукты и препараты, к-рые пока могут быть получены только путём микробиол. синтеза (мн. антибиотики сложного строения, ферменты, липиды, кормовой белок и т. д.).
Современная микробиология. Как общая М., так и её спец. разделы развиваются исключительно бурно. Существуют три осн. причины такого развития Во-первых, благодаря успехам физики химии и техники М. получила большое число новых методов исследования. Во вторых, начиная с 40-х гг. 20 в. резке возросло практич. применение микроорганизмов. В-третьих, микроорганизмы стали использовать для решения важнейших биол. проблем, таких, как наследственность и изменчивость, биосинтез органич. соединений, регуляция обмена веществ и др. Успешное развитие совр. М. невозможно без гармонич. сочетания исследований, проводимых на популяци-онном, клеточном, органоидном и молекулярном уровнях. Для получения бесклеточных ферментных систем и фракций, содержащих определённые внутриклеточные структуры, применяют аппараты, разрушающие клетки микроорганизмов, а также градиентное центрифугирование, позволяющее получать частицы клеток, обладающие различной массой. Для исследования морфологии и цитологии микроорганизмов разработаны новые виды микроскопической техники. В СССР был изобретён метод капиллярной микроскопии, позволивший открыть новый, ранее не доступный для наблюдения мир микроорганизмов, обладающих своеобразной морфологией и физиологией.
Для изучения обмена веществ и хим. состава микроорганизмов получили распространение различные способы хрома-тографии, масс-спектрометрия, метод изотопных индикаторов, электрофорез и др. физ. и физ.-хим. методы. Для обнаружения органич. соединений применяют также чистые препараты ферментов. Предложены новые способы выделения и химич. очистки продуктов жизнедеятельности микроорганизмов (адсорбция и хроматография на ионообменных смолах, а также иммунохим. методы, основанные на специфич. адсорбции определённого продукта, напр, фермента, антителами животного, образовавшимися у него после введения этого вещества). Сочетание цитологич. и биохимич. методов исследования привело к возникновению функциональной морфологии микроорганизмов. С помощью электронного микроскопа стало возможным изучение тонких особенностей строения цитоплазматич. мембран и рибосом, их состава и функций (напр., роль цитоплазматич. мембран в процессах трянспорта различных веществ или участие рибосом в биосинтезе белка).
Лаборатории обогатились ферментёрами различной ёмкости и конструкции. Широкое распространение получило непрерывное культивирование микроорганизмов, основанное на постоянном притоке свежей питат. среды и оттоке жидкой культуры. Установлено, что наряду с размножением клеток (ростом культуры) происходит развитие культуры, т. е. возрастные изменения у клеток, составляющих культуру, сопровождающиеся изменением их физиологии (молодые клетки, даже интенсивно размножаясь, не способны синтезировать мн. продукты жизнедеятельности, напр, ацетон, бутанол, антибиотики, образуемые более старыми культурами). Совр. методы изучения физиологии и биохимии микроорганизмов дали возможность расшифровать особенности их энергетич. обмена, пути биосинтеза аминокислот, мн. белков, антибиотиков, нек-рых липидов, гормонов и др. соединений, а также установить принципы регуляции обмена веществ у микроорганизмов.
Практическое значение микробиологии. Активно участвуя в круговороте веществ в природе, микроорганизмы играют важнейшую роль в плодородии почв, в продуктивности водоёмов, в образовании и разрушении залежей полезных ископаемых. Особенно важна способность микроорганизмов минерализовать органич. остатки животных и растений. Всё возрастающее применение микроорганизмов в практике привело к возникновению микробиол. пром-сти и к значит, расширению микробиол. исследований в различных отраслях пром-сти и с. х-ва. С сер. 19 в. до 40-х гг. 20 в. технич. М. в основном изучала различные брожения, а микроорганизмы использовались преим. в пищ. пром-сти. С 40-х гг. быстро развиваются новые направления технич. М., к-рые потребовали иного аппаратурного оформления микробиол. процессов. Выращивание микроорганизмов стали проводить в закрытых ферментёрах большой ёмкости, совершенствовались методы отделения клеток микроорганизмов от культуральной жидкости, выделения из последней и химич. очистки их продуктов обмена. Одним из первых возникло и развилось производство антибиотиков. В широких масштабах микробиол. путём получают аминокислоты (лизин, глутаминовая к-та, триптофан и др.), ферменты, витамины, а также кормовые дрожжи на непищевом сырье (сульфитные щелока, гидролизаты древесины, торфа и с.-х. растит, отходы, углеводороды нефти и природного газа, фенольные или крахмалсодержащие сточные воды и т. д.). Осуществляется получение микробиол. путём полисахаридов и осваивается пром. биосинтез липидов. Резко возросло применение микроорганизмов в с. х-ве. Увеличилось производство бактериальных удобрений, в частности нитрагина, приготовляемого из культур клубеньковых бактерий, фиксирующих азот в условиях симбиоза с бобовыми растениями, и применяемого для заражения семян бобовых культур. Новое направление с.-х. М. связано с микробиол. методами борьбы с насекомыми и их личинками - вредителями с.-х. растений и лесов. Найдены бактерии и грибы, убивающие своими токсинами этих вредителей, освоено произ-во соответствующих препаратов. Высушенные клетки молочнокислых бактерий используют для лечения кишечных заболеваний человека и с.-х. животных.
Деление микроорганизмов на полезных и вредных условно, т. к. оценка результатов их деятельности зависит от условий, в к-рых она проявляется. Так, разложение целлюлозы микроорганизмами важно и полезно в растит. остатках или при переваривании пищи в пищева-рит. тракте (животные и человек не способны усваивать целлюлозу без её предварит, гидролиза микробным ферментом целлюлозой). В то же время микроорганизмы, разлагающие целлюлозу, разрушают рыболовные сети, канаты, картон, бумагу, книги, хл.-бум. ткани и т. д. Для получения белка микроорганизмы выращивают на углеводородах нефти или природного газа. Одновременно с этим большие количества нефти и продуктов её переработки разлагаются микроорганизмами на нефт. промыслах или при их хранении. Даже болезнетворные микроорганизмы не могут быть отнесены к абсолютно вредным, т. к. из них приготовляют вакцины, предохраняющие животных или человека от заболеваний. Порча микроорганизмами растит, и животного сырья, пищ. продуктов, строит, и пром. материалов и изделий привела к разработке различных способов их предохранения (низкая темп-pa, высушивание, стерилизация, консервирование, добавление антибиотиков и консервантов, подкисление и т. п.). В др. случаях возникает необходимость ускорить разложение определённых химич. веществ, напр, пестицидов, в почве. Велика роль микроорганизмов при очистке сточных вод (минерализация веществ, содержащихся в сточных водах).
Подготовка кадров микробиологов осуществляется в СССР на кафедрах М. ун-тов, с.-х., а также пищ. вузов, мед. и вет. ин-тов; существуют спец. кафедры микробиол. технологии. Имеется Всесоюзное микробиологическое общество и Об-во мед. микробиологов и эпидемиологов (17 тыс. членов). Ведущее науч. учреждение в области общей М.- Микробиологии институт АН СССР. Во мн. АН союзных республик созданы микробиологические н.-и. ин-ты или отделы; организованы также отраслевые ин-ты, ин-ты антибиотиков и др. Работы по различным разделам М. публикуются в журналах: -"Микробиология" (с 1932), •"Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии" (с 1924), "Прикладная биохимия и микробиология" (с 1965), "Мгкробюлопчний журнал" (Кшв, с 1934), а также в "Докладах АН СССР" и в общих биологических журналах', издаётся ежегодник "Успехи микробиологии" (с 1964). За рубежом издаются: "Journal of Bacteriology" (Bait., с 1916), "Annual Review of Microbiology" (Stanford, с 1947), "An-nales de 1'Institut Pasteur" (P., с 1887), "Archiv fur Mikrobiologie" (B.- Hdlb., с 1930), "Zeitschrift fur allgemeine Mikrobiologie" (В., с 1960) и др.
Лит.: Достижения советской микробиологии, М., 1959; Фробишер М., Основы микробиологии, пер. с англ., М., 1965; Р а-ботнова И. Л., Общая микробиология, М., 1966; "Микробиология", 1967, т. 36, в. 6 (Советская микробиология за 50 лет); М е и н е л л Дж., Мейнелл Э., Экспериментальная микробиология, пер. с англ., М., 1967; ШлегельГ., Общая микробиология, пер. с нем., М., 1972.
Л. А. Имшенецкий.
МИКРОБИОТА (Microbiota), род растений сем. кипарисовых. Один вид - М. перекрёстнопарная (М. decus-sata) - карликовый вечнозелёный однодомный кустарник вые. 1-1,5 м с распростёртыми ветвями. Хвоя на плодущих побегах чешуевидная, черепитчатая, на молодых - игловидная. Пыльнико-вые колоски овальные желтоватые. Шишки мелкие, односемянные, шаровидные или яйцевидные, из 2-4 чешуи. Семя овальное, гладкое, бескрылое. М. растёт в суровых климатич. условиях на тощих каменистых почвах: на гольцах горных вершин и перевалов Сихотэ-Алиня на вые. 900-1200 м. Редкое растение, подлежит охране.
Лит.: Куренцова Г. Э., Реликтовые растения Приморья, Л., 1968.
МИКРОБНЫЕ АССОЦИАЦИИ, естественные или искусственно созданные человеком сообщества микроорганизмов. В М. а. могут входить бактерии, дрожжи, водоросли, грибы и др. микроорганизмы. М. а. основаны на симбиотических или метабиотических отношениях (см. Симбиоз). Отдельные виды микроорганизмов, составляющих М. а., обычно устойчивы к продуктам жизнедеятельности др. видов, участвующих в М. а., и используют эти продукты как источник энергии, углерода и азота или как факторы роста. Нек-рые М. а. давно возникли в процессе эволюции и очень устойчивы. Таковы лишайники, состоящие из фотосинте-зирующих водорослей и гетеротрофных грибов. В слизетечении берёзы и дуба обитают дрожжи, сбраживающие сахара до этилового спирта; спирт окисляется уксуснокислыми бактериями до уксусной к-ты, окисляемой затем грибами и бактериями до углекислого газа и воды. В почве создаются М. а. из анаэробов и аэробов: аэробы потребляют кислород и тем самым дают возможность развиваться анаэробным бактериям. Целло-биоза и глюкоза, образуемые при разрушении растит, остатков целлюлозными бактериями, усваиваются азотфиксирую-щими бактериями, клетки к-рых после разложения служат источником азотистого питания для целлюлозных бактерий. Часты М. а., состоящие из дрожжей и молочнокислых бактерий: дрожжи устойчивы к молочной к-те, молочнокислые бактерии - к этиловому спирту. К таким М. а. относятся закваски для получения кефира, теста из ржаной муки и др. Своеобразную М. а. представляет собой слизистый "чайный гриб", состоя щий из дрожжей и уксуснокислых бактерий и применяемый в быту для получения кислого напитка. Искусственно созданной стойкой М. а. является состоящая из трёх различных штаммов промышленная "М" раса дрожжей Saccharomyces cerevisiae.
А. А. Имшенецкий.
МИКРОБНЫЕ ФИЛЬТРЫ, аппараты для освобождения жидкостей от микроорганизмов путём фильтрации. Для изготовления М. ф. применяют сплавленные частицы стекла, эфиры целлюлозы (мембранные фильтры), асбесто-целлюлозную смесь (фильтры Зейца), неглазированный фарфор и др. М. ф. применяют для стерилизации жидкостей, портящихся при нагревании. Подробнее см. Бактериальные фильтры.
МИКРОБЫ (от микро... и греч. bios -жизнь), собирательное наименование бактерий, актиномицетов, дрожжей и микро-скопич. грибов, т. е. микроорганизмов, исключая микроскопич. водоросли и простейшие. Икогда М. наз. все микроорганизмы.
МИКРОВОЛНОВАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ, область радиоспектроскопии, в которой исследуются спектры веществ в сантиметровом и миллиметровом диапазонах длин волн (микроволны или сверхвысокие частоты). Т. к. в этот диапазон попадает большинство вращательных и вращательно-инверсионных спектров молекул (см. Молекулярные спектры), наблюдение которых в твёрдых телах и жидкостях невозможно, то М. с. часто отождествляют с радиоспектроскопией газов. М. с. - эффективный метод физ. и хим. исследований. Измерение частот вращат. спектров молекул позволяет с большой степенью точности определить структуру молекул и изучить природу химической связи. Вращат. спектр поглощения молекулы зависит от её конфигурации, т. е. от принадлежности молекулы к типу линейных, сферических, симметричных или асимметричных волчков (см. Молекула). Вращат. спектр любой молекулы может быть рассчитан, если известны её моменты инерции, к-рые зависят от конфигурации и размеров молекулы. Сравнение теоретически рассчитанных вращат. спектров молекул с экспериментально наблюдаемыми позволяет определить конфигурацию молекулы, длины связей и углы между ними.
Представление о молекуле как о жёстком образовании является приближённым. Колебания атомов, составляющих молекулу, приводят к расщеплению линий вращат. спектра и к возникновению тонкой структуры. В спектрах линейных молекул и молекул типа симметричного волчка возможно т. н. /-удвоение линий, а в спектрах молекул типа асимметричного волчка, обладающих плоскостью инверсии,- инверсионное расщепление. Спектры l-удвоения наблюдаются, напр., у молекулы HCN, причём переходы между уровнями удвоения попадают в диапазон длин волн лямбда ~ 3 мм. Единственной молекулой, у к-рой наблюдается инверсионное расщепление энергетич. уровней, является молекула аммиака (NH3, ND3, NHD2). Инверсионный спектр NH3 попадает в область длин волн лямбда - 1,3 см, а спектр ND3 лежит в диапазоне лямбда~15-18 см. Обе эти молекулы использовались в первых квантовых генераторах (см. Молекулярный генератор).
Сверхтонкая структура вращат. молекулярных спектров обусловлена слабыми взаимодействиями электрич. и магнитных моментов атомных ядер между собой и с полем, создаваемым электронами в молекуле. Квадрупольная сверхтонкая структура спектров вызвана взаимодействием квадрупольного момента ядра с электрическим внутримолекулярным полем, а магнитная сверхтонкая структура связана с взаимодействием магнитных моментов ядер между собой и с магнитным полем, обусловленным вращением молекулы как целого. Наблюдение квадрупольной сверхтонкой структуры даёт информацию о спине, квадрупольном и магнитном моментах ядер, входящих в состав молекулы.
Для исследования вращательных спектров молекул волны от генератора СВЧ пропускают через волноводную ячейку, заполненную исследуемым газом, откуда они попадают на детектор, сигнал к-рого подаётся на регистрирующий прибор (напр.,осциллограф). Сигнал детектора пропорционален мощности, поглощённой в волноводе. Плавно изменяя частоту генератора, определяют резонансную частоту v и степень (интенсивность) поглощения. Иногда вместо волноводной ячейки применяются объёмные резонаторы, имеющие большую добротность. Недостаток резонаторных ячеек по сравнению с волноводными -их узкополосность; практически для каждой спектральной линии приходится конструировать отдельный резонатор. Для повышения чувствительности радиоспектроскопов интенсивность линии модулируют с помощью электрического или магнитного полей. Модуляция происходит за счёт расщепления линий в электрическом (Штарка эффект) или магнитном (Зеемана эффект) полях.
В диапазоне СВЧ существуют достаточно мощные монохроматич. генераторы (клистроны), поэтому разрешающая сила радиоспектроскопа определяется шириной спектральной линии, к-рая в газе обусловлена гл. обр. Доплера эффектом и соударениями молекул друг с другом и со стенками ячейки. Ширину линии дельта v, обусловленную соударениями молекул, можно уменьшить, понижая давление в ячейке. Обычно оно ~ 0,13 н/м2 (10-3 мм рт. ст.), a дельта v~(1-5)-104гц.
Для уменьшения ширины спектральных линий применяют метод молекулярных пучков, в к-рых практически полностью отсутствуют соударения молекул друг с другом (см. Молекулярные и атомные пучки). Ширина линий в этом случае может быть уменьшена до величины ~ 103гц, что позволяет наблюдать не только квадрупольную, но и магнитную сверхтонкую структуру. Применение молекулярных пучков связано с уменьшением интенсивности линии. Однако существуют спец. методы, повышающие их интенсивность. Сущность их состоит в след.: коэфф. поглощения волны пропорционален разности населённостей уровней энергии, между к-рыми происходит переход. Если "очистить" от частиц верхний энергетич. уровень или увеличить в несколько раз населённость нижнего уровня, то интенсивность спектральной линии увеличится в kT/hv раз (Т - темп-pa газа, k - Болъцмана постоянная, hv - энергия поглощаемого кванта электромагнитного поля СВЧ). В молекулярном пучке это можно осуществить с помощью неоднородных электрических или магнитных полей, а в равновесном газе - с помощью вспомогательного излучения (см. Квантовая электроника).
Лит.: Т а у н с Ч., Шавлов А., Ра-диоспектроскопия, пер. с англ., М., 1959; Г о р д и В., Смит В., Трамбару-ло Р., Радиоспектроскопия, пер. с англ., М., 1953.
А. Н. Ораевский.
МИКРОВОЛНОВАЯ ТЕРАПИЯ, вид электролечения, при к-ром больного облучают электромагнитными волнами СВЧ диапазона (см. Микроволны).
МИКРОВОЛНЫ, микрорадиоволны, электромагнитные волны миллиметрового, сантиметрового и дециметрового диапазонов длин волн (см. Сверхвысокие частоты). Термин "М." (microwave) распространён в англоязычной науч. лит-ре.
МИКРОВОРСИНКИ, специализированные выросты плазматич. мембраны эпителиальных клеток у животных и человека. Длина М. 500-3000 нм, диам. 50-100 нм. Количество М. в одной клетке достигает неск. тыс. Иногда расположение их упорядочено, напр., в исчерченных (щёточных) каёмках эпителиальных клеток тонкого кишечника (рис.) М. находятся на расстоянии ок. 20 нм друг от друга. Служат для увеличения клеточной поверхности. Из М. состоят и кутикулы у позвоночных животных.
МИКРОГЛИЯ, мезоглия (от микро... или мезо... и греч. glia - клей) мелкие округлые клетки в центр, нервной системе. Развиваются из клеток соединит, ткани и составляют ок. 10% от общего числа клеток нейроглии. Каждая клетка М. связана с системой «нейрон-нейроглия» и капиллярами мозга при помощи ветвящихся отростков. При инфекциях, интоксикациях, отёке мозга число клеток М. и их размеры увеличиваются. Выполняют роль фагоцитов, убирая омертвевшие участки нервной ткани.
МИКРОДЕНСИТОМЕТР, то же, что микрофотометр.
МИКРОИНТЕРФЕРОМЕТР, прибор, применяемый для измерений неровностей на наружных поверхностях с направленными следами механич. обработки, а также для определения толщины плёнок, величины малых перемещений и т. п. Впервые М. разработаны В. П. Линником в 1933. В оптич. схеме М. использованы интерферометр и микроскоп, что позволяет одновременно осуществлять наблюдение исследуемой поверхности и интерференционной картины, полученной в результате взаимодействия двух когерентных световых волн: волны сравнения, отражённой от образцового зеркала, и волны, отражённой от исследуемой поверхности и деформированной имеющимися на ней микронеровпостями. Интерференц. картина в монохроматич. свете представляет собой чередование тёмных и светлых полос, форма к-рых в увеличенном масштабе воспроизводит профиль контролируемого участка поверхности (рис.). Высота h неровности поверхности определяется через искривление а и ширину b интерференц. полосы h = a/b-лямбда/i, где лямбда-ср. длина волны используемого участка спектра. С помощью М. можно измерять высоты от 0,03 до 1 мкм. Изготовляют М., работающие в белом и монохроматич. свете. М. снабжают окулярным микрометром для измерений или окуляром и фотокамерой для регистрации интерференц. картины. Нек-рые М. имеют устройства для измерений неровностей до 10 мкм по отпечаткам, снятым с исследуемых поверхностей.
Лит.: Егоров В. А., Оптические и щу-повые приборы для измерения шероховатости поверхности, 2 изд., М., 1965.
Л. Н. Логачева.
1619.htm
Методы освещения и наблюдения (микроскопия). Структуру препарата можно различить лишь тогда, когда разные его частицы по-разному поглощают или отражают свет либо отличаются одна от другой (или от окружающей среды) показателем преломления. Эти свойства обусловливают разницу амплитуд и фаз световых волн, прошедших через различные участки препарата, от чего, в свою очередь, зависит контрастность изображения. Поэтому методы наблюдения в М. выбираются (и обеспечиваются конструктивно) в зависимости от характера и свойств изучаемых объектов.
Метод светлого поля в проходящем свете применяется при исследовании прозрачных препаратов с включёнными в них абсорбирующими (поглощающими свет) частицами и деталями. Таковы, напр., тонкие окрашенные срезы животных и растит, тканей, тонкие шлифы минералов и т. д. В отсутствие препарата пучок света из конденсора 6 (рис. 1), проходя через объектив 8, даёт вблизи фокальной плоскости окуляра 9 равномерно освещённое поле. Если в препарате 7 имеется абсорбирующий элемент, то он отчасти поглощает и отчасти рассеивает падающий на него свет (штриховая линия), что и обусловливает появление изображения. Метод может быть полезен и при наблюдении неабсорбирующих объектов, но лишь в том случае, если они рассеивают освещающий пучок настолько сильно, что значит, часть его не попадает в объектив.
Метод косого освещения является разновидностью предыдущего, отличаясь тем, что свет на объект направляют под большим углом к направлению наблюдения. В ряде случаев это позволяет выявить -"рельефность" объекта за счёт образования теней.
Метод светлого поля в отражённом свете (рис. 3) применяется для наблюдения непрозрачных отражающих свет объектов, напр, шлифов металлов или руд. Освещение препарата 4 (от осветителя / и полупрозрачного зеркала 2) производится сверху, через объектив 3, к-рый одновременно играет и роль конденсора. В изображении, создаваемом в плоскости 6 объективом совместно с тубусной линзой 5, структура препарата видна из-за различия в отражающей способности её элементов; на светлом поле выделяются также неоднородности, рассеивающие падающий на них свет.
Рис. 3.
Метод тёмного поля в проходящем свете (рис. 4) применяется для получения изображений прозрачных неабсорбирующих объектов, невидимых при освещении по методу светлого поля. Часто таковы биологич. объекты. Свет от осветителя 7 и зеркала 2 направляется на препарат конденсором спец. конструкции - т. н. конденсором тёмного поля 3. По выходе из конденсора осн. часть лучей света, не изменившая своего направления при прохождении через прозрачный препарат, образует пучок в виде полого конуса и не попадает в объектив 5 (к-рый находится внутри этого конуса). Изображение в М. создаётся лишь небольшой частью лучей, рассеянных микрочастицами находящегося на предметном стекле 4 препарата внутрь конуса и прошедшими через объектив. В поле зрения 6 на тёмном фоне видны светлые изображения элементов структуры препарата, отличающихся от окружающей среды показателем преломления. У крупных частиц видны только светлые края, рассеивающие лучи света. При этом методе по виду изображения нельзя определить, прозрачны частицы или непрозрачны, "больший или меньший показатель преломления они имеют по сравнению с окружающей средой.
Рис. 4.
Метод ультрамикроскопии, основанный на том же принципе (препараты в ультрамикроскопах освещаются перпендикулярно направлению наблюдения), даёт возможность обнаружить (но не "наблюдать" в буквальном смысле слова) чрезвычайно мелкие частицы, размеры которых лежат далеко за пределами разрешающей способности наиболее сильных М. С помощью иммерсионных ультрамикроскопов удаётся зарегистрировать присутствие в препарате частиц размером до 2 • 10~9 м. Однако определить форму и точные размеры таких частиц с помощью этого метода невозможно: их изображения представляются наблюдателю в виде дифракционных пятен, размеры к-рых зависят не от размеров и формы самих частиц а от апертуры объектива и увеличения М. Т. к. подобные частицы рассеивают очень мало света, то для их освещения требуются чрезвычайно сильные источники света, напр, угольная электрич. дуга. Ультрамикроскопы применяются гл. обр. в коллоидной химии.
При наблюдении по методу тёмного поля в отражённом свете непрозрачные препараты (напр., шлифы металлов) освещают сверху -через спец. кольцевую систему, расположенную вокруг объектива и наз. э п и-конденсором.
Метод наблюдения в поляризованном свете (поляризационная микроскопия) служит для микроскопич. исследования препаратов, включающих оптически анизотропные элементы (или целиком состоящих из таких элементов). К ним относятся мн. минералы, зёрна в шлифах сплавов, нек-рые животные и растит, ткани и пр. Оптич. свойства анизотропных микрообъектов различны в различных направлениях (см. Оптическая анизотропия) и проявляются по-разному в зависимости от ориентации этих объектов относительно направления наблюдения и плоскости поляризации света, падающего на них. Наблюдение можно вести как в проходящем, так и в отражённом свете. Свет, излучаемый осветителем, пропускают через поляризатор; сообщённая ему при этом поляризация меняется при последующем прохождении света через препарат (или отражении от него), и эти изменения изучаются с помощью анализатора (см. Поляризационные приборы) и различных компенсаторов оптических. По таким изменениям можно судить об осн. оптич, характеристиках анизотропных микрообъектов: силе двойного лучепреломления, количестве оптич. осей и их ориентации, вращении плоскости поляризации, дихроизме.
Метод фазового контраста (и его разновидность - т. н. метод "аноптрального" контраста) служит для получения изображений прозрачных и бесцветных объектов, невидимых при наблюдении по методу светлого поля. К числу таких объектов относятся, напр., живые неокрашенные животные ткани. Метод основан на том, что даже при очень малых различиях в показателях преломления разных элементов препарата световая волна, проходящая через них, претерпевает разные изменения по фазе (приобретает т. н. фазовый рельеф). Эти фазовые изменения, не воспринимаемые непосредственно ни глазом, ни фотопластинкой, с помощью спец. оптич. устройства преобразуются в изменения амплитуды световой волны, т. е. в изменения яркости ("амплитудный рельеф"), к-рые уже различимы глазом или фиксируются на фоточувствит. слое. Др. словами, в получаемом видимом изображении распределение яркостей (амплитуд) воспроизводит фазовый рельеф. Такое изображение наз. фазово-контрастным. В типичной для этого метода схеме (рис. 5) в переднем фокусе конденсора 3 устанавливается апертурная диафрагма 2, отверстие к-рой имеет форму кольца. Её изображение возникает вблизи заднего фокуса объектива 5, и там же устанавливается т. н. фазовая пластинка 6, на поверхности к-рой имеется кольцевой выступ или кольцевая канавка, наз. фазовым кольцом. Фазовая пластинка может быть помещена и не в фокусе объектива (часто фазовое кольцо наносят прямо на поверхность одной из линз объектива), но в любом случае неотклонённые в препарате 4 лучи от осветителя f, дающие изображение диафрагмы 2, должны полностью проходить через фазовое кольцо, к-рое значительно ослабляет их (его делают поглощающим) и изменяет их фазу на лямбда/4 (лямбда - длина волны света). В то же время лучи, даже ненамного отклонённые (рассеянные) в препарате, проходят через фазовую пластинку, минуя фазовое кольцо (штриховые линии), и не претерпевают дополнит, сдвига фазы. С учётом фазового сдвига в материале препарата полная разность фаз между отклонёнными и неотклонёнными лучами оказывается близкой к 0 или лямбда/2, и в результате интерференции света в плоскости изображения 4' препарата 4 они заметно усиливают или ослабляют друг друга, давая контрастное изображение структуры препарата. Отклонённые лучи имеют значительно меньшую амплитуду по сравнению с неотклонёнными, поэтому ослабление осн. пучка в фазовом кольце, сближая значения амплитуд, также приводит к большей контрастности изображения. Метод позволяет различать малые элементы структуры, чрезвычайно слабо контрастные в методе светлого поля. Прозрачные частицы, сравнительно не малые по размерам, рассеивают лучи света на столь небольшие углы, что эти лучи проходят вместе с неотклонёнными через фазовое кольцо. Для подобных частиц азово-контрастный эффект имеет место только вблизи их контуров, где происходит сильное рассеяние.
Рис. 5.
Метод интерференционного контраста (интерференционная микроскопия) состоит в том, что каждый луч, входящий в М., раздваивается; один из полученных лучей направляется сквозь наблюдаемую частицу, а второй - мимо неё по той же или дополнит, оптич. ветви М. В окулярной части М. оба луча вновь соединяются и интерферируют между собой. Результат интерференции определяется разностью хода лучей 8, к-рая выражается формулой 8 = N * лямбда = = (п0 - nm)d, где п0 , пт - показатели преломления частицы и окружающей среды, d - толщина частицы, N - т. н. порядок интерференции, лямбда - длина волны света. Принципиальная схема одного из способов осуществления интерференционного контраста показана на рис. 6. Конденсор 1и объектив 4 снабжены двоя-копреломляющими пластинками (помечены на рис. диагональными стрелками), первая из к-рых расщепляет исходный световой луч на два луча, а вторая воссоединяет их. Один из лучей, проходя через объект 3, запаздывает по фазе (приобретает разность хода по сравнению со вторым лучом); величина этого запаздывания измеряется компенсатором 5. Метод интерференционного контраста в нек-рых отношениях сходен с методом фазового контраста - оба они основаны на интерференции лучей, прошедших через микрочастицу и миновавших её. Как и фазово-контрастная микроскопия, этот метод позволяет наблюдать прозрачные и бесцветные объекты, но их изображения могут быть и разноцветными (интерференционные цвета). Оба метода пригодны для изучения живых тканей и клеток (и часто применяются именно с этой целью). Отличие интерференционного метода от метода фазового контраста заключается гл. обр. в возможности, используя компенсаторы, с высокой точностью (до 1/300 лямбда) измерять разности хода, вносимые микрообъектами. Это открывает широкие возможности количественных исследований - на основании таких измерений могут быть рассчитаны общая масса и концентрация сухого вещества в микрообъекте (напр., в растит. или животной клетке), показатель преломления и размеры объекта (рис. 7). Метод интерференционного контраста часто сочетают с др. методами микроскопии, в частности с наблюдением в поляризованном свете; применение его совместно с микроскопией в ультрафиолетовых лучах позволяет, напр., определить содержание нуклеиновых кислот в общей сухой массе объекта. К интерференционной микроскопии обычно относят также методы использования микроинтерферометров.
Рис. 6.
Рис. 7. Микрофотография эритроцита человека в монохроматическом свете с X = 0,546 мкм. Изгиб интерференционной полосы воспроизводит в масштабе толщину эритроцита.
Метод исследования в свете люминесценции (люминесцентная микроскопия, или флуоресцентная микроскопия) заключается в наблюдении под М. зелено-оранжевого свечения микрообъектов, к-рое возникает при их освещении сине-фиолетовым светом или не видимыми глазом ультрафиолетовыми лучами (см. Люминесценция). При этом методе в оптич. схему М. вводятся два светофильтра. Первый из них помещают перед конденсором; он пропускает от источника-осветителя излучение только тех длин волн, к-рые возбуждают люминесценцию либо самого объекта (собственная люминесценция), либо спец. красителей, введённых в препарат и поглощённых его частицами (вторичная люминесценция). Второй светофильтр, установленный после объектива, пропускает к глазу наблюдателя (или на фоточувствительный слой) только свет люминесценции. В люминесцентной микроскопии используют как освещение препаратов сверху (через объектив, к-рый в этом случае служит и конденсором), так и снизу, через обычный конденсор. Наблюдение при освещении сверху иногда наз. "люминесцентной микроскопией в отражённом свете" (этот термин условен - возбуждение свечения препарата не является простым отражением света); его часто сочетают с наблюдением по фазово-контрастному методу в проходящем свете.
Метод широко применяется в микробиологии, вирусологии, гистологии, цитологии, в пищ. пром-сти, при исследовании почв, в микрохимическом анализе, в дефектоскопии. Обилие и разнообразие применений связаны с чрезвычайно высокой цветовой чувствительностью глаза и высокой контрастностью изображения самосветящегося объекта на тёмном нелю-минесцирующем фоне, а также ценностью информации о составе и свойствах исследуемых веществ, к-рую можно получить, зная интенсивность и спектральный состав их люминесцентного излучения.
Метод наблюдения в ультрафиолетовых (У Ф) л у-ч а х позволяет увеличить предельную разрешающую способность М., т. е. понизить его предельное разрешение, к-рое зависит (см. выше) от длины волны лямбда применяемого излучения (для используемых в микроскопии УФ лучей лямбда = 400 - 250 нм, тогда как для видимого света лямбда = 700 - 400 нм). Но гл. обр. этот метод расширяет возможности микроскопич. исследований за счёт того, что частицы мн. веществ, прозрачные в видимом свете, сильно поглощают УФ излучение определённых длин волн и, следовательно, легко различимы в УФ изображениях. Характерными спектрами поглощения в УФ области обладает, напр., ряд веществ, содержащихся в растит, и животных клетках (пуриновые основания, пиримидиновые основания, большинство витаминов, ароматич. аминокислоты, нек-рые липиды, тироксин и др.); это обусловило широкое применение УФ микроскопии в качестве одного из методов цитохимического анализа.
Ультрафиолетовые лучи невидимы для человеческого глаза. Поэтому изображения в УФ микроскопии регистрируют либо фотографически, либо с помощью электроннооптического преобразователя или люминесцирующего экрана. Распространён след, способ цветового представления таких изображений. Препарат фотографируется в трёх длинах волн УФ области спектра; каждый из полученных негативов освещается видимым светом определённого цвета (напр., синим, зелёным и красным), и все они одновременно проектируются на один экран. В результате на экране создаётся цветное изображение объекта в условных цветах, зависящих от поглощающей способности препарата в ультрафиолете.
Метод наблюдения в инфракрасных (И К) лучах также требует преобразования невидимого для глаза изображения в видимое путём его фотографирования или с помощью электроннооптич. преобразователя. ИК микроскопия позволяет изучать внутр. структуру объектов, непрозрачных в видимом свете, напр, тёмных стекол, нек-рых кристаллов и минералов и пр,
Микрофотографирование и м и к р ок и н о с ъ ё м к а, т.е. получение с помощью М. изображений на светочувствит. слоях, широко применяется в сочетании со всеми др. методами микроскопич. исследования. Оптич. система М. при микрофото- и микрокиносъёмке требует нек-рой перестройки -иной по сравнению с визуальным наблюдением фокусировки окуляра относительно изображения, даваемого объективом (подробнее об этом см. в ст. Микропроекция). Мн. совр. М. имеют постоянные (вмонтированные) устройства для микрофотографии, к-рые позволяют осуществлять такую перестройку и проектировать изображения препаратов на фотопластинку или плёнку (а большинство М. может быть с этой целью оснащено дополнит, принадлежностями). Микрофотография незаменима при документировании исследований, при изучении объектов в невидимых для глаза УФ и ИК лучах (см. выше), а также объектов со слабой интенсивностью свечения. Микрокиносъёмка важна при исследовании процессов, развёртывающихся во времени (жизнедеятельности тканевых клеток и микроорганизмов, роста кристаллов, протекания простейших хим. реакций и т. п.).
Основные узлы микроскопа. В большинстве типов М. (за исключением инвертированных, см. ниже) над предметным столиком, на к-ром закрепляют препарат, располагается устройство для крепления объективов, а под столиком устанавливается конденсор. Любой М. имеет тубус (трубку), в к-ром устанавливаются окуляры; обязательной принадлежностью М. являются также механизмы для грубой и точной фокусировки (осуществляемой путём изменения относит, положения препарата, объектива и окуляра). Все эти узлы крепятся на штативе или корпусе М.
Тип применяемого конденсора зависит от выбора метода наблюдения. Светлопольные конденсоры и конденсоры для наблюдения по методу фазового или интерференционного контраста представляют собой сильно отличающиеся одна от другой двух- или трёхлинзовые системы. У светлопольных конденсоров числовая апертура может достигать 1,4; в их состав входит апертурная ирисовая диафрагма, к-рая иногда может смещаться в сторону для получения косого освещения препарата. Фазово-контрастные конденсоры снабжены кольцевыми диафрагмами. Сложными системами из линз и зеркал являются темнопольные конденсоры. Отд. группу составляют эпи-конденсоры - необходимые при наблюдении по методу тёмного поля в отражённом свете системы кольцеобразных линз и зеркал, устанавливаемых вокруг объектива. В УФ микроскопии применяются спец. зеркально-линзовые и линзовые конденсоры, прозрачные для ультрафиолетовых лучей.
Объективы в большинстве совр. М. сменные и выбираются в зависимости от конкретных условий наблюдения. Часто неск. объективов закрепляются в одной вращающейся (т. н. револьверной) головке; смена объектива в этом случае осуществляется простым поворотом головки. По степени исправления хроматической аберрации различают микрообъективы ахроматы и апохроматы. Первые наиболее просты по устройству; хроматич. аберрация в них исправлена только для двух длин волн, и изображение при освещении объекта белым светом остаётся слегка окрашенным. В апохроматах эта аберрация исправлена для трёх длин волн, и они дают бесцветные изображения. Плоскость изображения у ахроматов и апохроматов несколько искривлена (см. Кривизна поля). Аккомодация глаза и возможность просмотра всего поля зрения с помощью перефокусировки М. отчасти компенсируют этот недостаток при визуальном наблюдении, однако он сильно сказывается при микрофотографировании - крайние участки изображения получаются нерезкими. Поэтому широко используют микрообъективы с дополнит, исправлением кривизны поля - планахро-маты и планапохроматы. В сочетании с обычными объективами применяют спец. проекционные системы-г о м а л и, вставляемые вместо окуляров и исправляющие кривизну поверхности изображения (для визуального наблюдения они непригодны).
Кроме того, микрообъективы различаются: а) по спектральным характеристикам - на объективы для видимой области спектра и для УФ и ИК микроскопии (линзовые или зеркально-линзовые); б) по длине тубуса, на к-рую они рассчитаны (в зависимости от конструкции М.),- на объективы для тубуса 160 мм, для тубуса 190 мм и для т. н. "длины тубуса бесконечность" (последние создают изображение "на бесконечности" и применяются совместно с дополнит.- т. н. тубусной - линзой, переводящей изображение в фокальную плоскость окуляра); в) по среде между объективом и препаратом - на сухие и иммерсионные; г) по методу наблюдения-на обычные, фазово-контрастные, интерференционные и др.; д) по типу препаратов - для препаратов с покровным стеклом и без него. Отд. тип представляют собой эпиобъективы (сочетание обычного объектива с эпиконденсором). Многообразие объективов обусловлено разнообразием методов микроскопич. наблюдений и конструкций М., а также различиями в требованиях к исправлению аберраций в разных условиях работы. Поэтому каждый объектив можно применять только в тех условиях, для к-рых он рассчитан. Напр., объективом, рассчитанным для тубуса 160 мм, нельзя пользоваться в М. с длиной тубуса 190 мм, с объективом для препаратов с покровным стеклом нельзя наблюдать препараты без покровного стекла. Особенно важно соблюдать расчётные условия при работе с сухими объективами больших апертур (А > 0,6), к-рые очень чувствительны ко всяким отклонениям от нормы. Толщина покровных стёкол при работе с этими объективами должна быть равна 0,17 мм. Иммерсионный объектив можно использовать только с той иммерсией, для к-рой он рассчитан.
Тип применяемого окуляра при данном методе наблюдения определяется выбором объектива М. С ахроматами малых и средних увеличений используют окуляры Гюйгенса, с апохроматами и ахроматами больших увеличений - т. н. компенсационные окуляры, рассчитываемые так, чтобы их остаточная хроматич. аберрация была другого знака, чем у объективов, что улучшает качество изображения. Кроме того, существуют спец. фотоокуляры и проекционные окуляры, к-рые проектируют изображение на экран или фотопластинку (сюда же можно отнести упомянутые выше гома-ли). Отд. группу составляют кварцевые окуляры, прозрачные для УФ лучей.
Разнообразные принадлежности к М. позволяют улучшить условия наблюдения и расширить возможности исследований. Осветители различных типов предназначены для создания наилучших условий освещения; окулярные микрометры служат для измерения размеров объектов; бинокулярные тубусы дают возможность наблюдать препарат одновременно двумя глазами; микрофотонасадки и микрофотоустановки применяются при микрофотографии; рисовальные аппараты дают возможность зарисовывать изображения. Для количеств, исследований применяются спец. устройства (напр., микроспектрофотометрич. насадки).
Типы микроскопов. Конструкция М., его оснащение и характеристики осн. узлов определяются либо областью применения, кругом проблем и характером объектов, для исследования к-рых он предназначен, либо методом (методами) наблюдения, на к-рые он рассчитан, либо же и тем и другим вместе. Всё это привело к созданию различных типов специализированных М., позволяющих с высокой точностью изучать строго определённые классы объектов (или даже только нек-рые определённые их свойства). С др. стороны, существуют т. н. универсальные М., с помощью к-рых можно различными методами наблюдать различные объекты.
Биологические М. относятся к числу наиболее распространённых. Они применяются для ботанич., гистоло-гич., цитологич., микробиологич., мед. исследований, а также в областях, не связанных непосредственное биологией,-для наблюдения прозрачных объектов в химии, физике и т. д. Существует много моделей биологич. М., отличающихся конструктивным оформлением и дополнит, принадлежностями, к-рые существенно расширяют круг изучаемых объектов. К этим принадлежностям относятся: сменные осветители проходящего и отражённого света; сменные конденсоры для работы по методам светлого и тёмного полей; фазово-контрастные устройства; окулярные микрометры; микрофотонасадки; наборы светофильтров и поляризационных устройств, позволяющие в обычном (неспециализированном) М. применять технику люминесцентной и поляризационной микроскопии. Во вспомогат. оборудовании для биологич. М. особенно важную роль играют средства микроскопической техники, предназначенные для подготовки препаратов и проведения с ними различных операций, в т. ч. и непосредственно в процессе наблюдения (см. Микроманипулятор, Микротом).
Биологич. исследовательские М. оснащаются набором сменных объективов для различных условий и методов наблюдения и типов препаратов, в т. ч. эпиобъ-ективами для отражённого света и зачастую фазово-контрастными объективами. Набору объективов соответствует комплект окуляров для визуального наблюдения и микрофотографирования. Обычно такие М. имеют бинокулярные тубусы для наблюдения двумя глазами.
Кроме М. общего назначения, в биологии широко используются и различные М., специализированные по методу наблюдения (см. ниже).
Инвертированные М. отличаются тем, что объектив в них располагается под наблюдаемым предметом, а конденсор - сверху. Направление хода лучей, прошедших сверху вниз через объектив, изменяется системой зеркал, и в глаз наблюдателя они попадают, как обычно, снизу вверх (рис. 8). М.
Рис. 8. Принципиальная оптическая схема инвертированного микроскопа.
Зеркала этого типа предназначены для исследования громоздких объектов, к-рые трудно или невозможно расположить на предметных столиках обычных М. В биологии с помощью таких М. изучают находящиеся в питательной среде культуры тканей, к-рые помещают в термоста-тирующую камеру для поддержания заданной темп-ры. Инвертированные М. применяют также для исследования хим. реакций, определения точек плавления материалов и в др. случаях, когда для осуществления наблюдаемых процессов требуется громоздкое вспомогат. оборудование. Для микрофотографирования и микрокиносъёмки инвертированные М. снабжают специальными устройствами и камерами.
Особенно удобна схема инвертированного М. для наблюдения в отражённом свете структур различных поверхностей. Поэтому она применяется в большинстве металлографических М. В них образец (шлиф металла, сплава или минерала) устанавливается на столике полированной поверхностью вниз, а остальная его часть может иметь произвольную форму и не требует к.-л. обработки. Существуют также металлографические М., в которых объект располагают снизу, закрепляя его на специальной пластине; взаимное положение узлов в таких М. то же, что и в обычных (неинвертированных) М. Изучаемая поверхность часто предварительно протравливается, благодаря чему зёрна её структуры становятся резко отличимыми друг от друга. В М. этого типа можно использовать метод светлого поля при прямом и косом освещении, метод тёмного поля и наблюдение в поляризованном свете. При работе в светлом поле объектив одновременно служит и конденсором. Для темнопольного освещения применяются зеркальные парабо-лич. эпиконденсоры. Введение спец. вспомогат. устройства позволяет осуществить фазовый контраст в метал-лографич. М. с обычным объективом (рис. 9).
Рис. 9. Микрофотографии нетравленого шлифа металла, снятые металлографическим микроскопом: а - в светлом поле; б - с фазово-контрастным устройством.
Люминесцентные М. оснащаются набором сменных светофильтров, подбирая к-рые можно выделить в излучении осветителя часть спектра, возбуждающую люминесценцию конкретного исследуемого объекта. Подбирается также светофильтр, пропускающий от объекта только свет люминесценции. Свечение мн. объектов возбуждается УФ лучами или коротковолновой частью видимого спектра; поэтому источниками света в люминесцентных М. служат дающие именно такое (и очень яркое) излучение ртутные лампы сверхвысокого давления (см. Газоразрядные источники света). Помимо специальных моделей люминесцентных М., имеются люминесцентные устройства, используемые совместно с обычными М.; они содержат осветитель с ртутной лампой, набор светофильтров и т. н. опак-иллюминатор для освещения препаратов сверху.
Ультрафиолетовые и инфракрасные М. служат для исследований в невидимых для глаза областях спектра. Их принципиальные оп-тич. схемы аналогичны схеме обычных М. Из-за большой сложности исправления аберраций в УФ и ИК областях конденсор и объектив в таких М. часто представляют собой зеркально-линзовые системы, в к-рых существенно уменьшается или полностью отсутствует хрома-тич. аберрация. Линзы изготовляются из материалов, прозрачных для УФ (кварц, флюорит) или ИК (кремний, германий, флюорит, фтористый литий) излучения. Ультрафиолетовые и инфракрасные М. снабжены фотокамерами, в к-рых фиксируется невидимое изображение; визуальное наблюдение через окуляр в обычном (видимом) свете служит, когда это возможно, лишь для предварит, фокусировки и ориентировки объекта в поле зрения М. Как правило, в этих М. имеются электроннооптич. преобразователи, превращающие невидимое изображение в видимое.
Поляризационные М. предназначены для изучения (с помощью оптич. компенсаторов) изменений в поляризации света, прошедшего через объект или отражённого от него, что открывает возможности количественного или полуколичественного определения различных характеристик оптически активных объектов. Узлы таких М. обычно выполняются так, чтобы облегчить точные измерения: окуляры снабжаются перекрестием , микрометрической шкалой или сеткой; вращающийся предметный столик - угломерным лимбом для измерения угла поворота; часто на предметном столике крепится Фёдорова столик, дающий возможность произвольно поворачивать и наклонять препарат для нахождения кристаллографич. и кристаллооптич. осей. Объективы поляризационных М. специально подбираются так, чтобы в их линзах отсутствовали внутр. напряжения, приводящие к деполяризации света. В М. этого типа обычно имеется включаемая и выключаемая вспомогат. линза (т. н. линза Бертрана), используемая при наблюдениях в проходящем свете; она позволяет рассматривать интерференционные фигуры (см. Кристаллооптика), образуемые светом в задней фокальной плоскости объектива после прохождения через исследуемый кристалл.
С помощью интерференционных М. наблюдают прозрачные объекты по методу интерференционного контраста; мн. из них |
