tomron87/hebrew-wikipedia-sentences-corpus huggingface dataset:
המיקרופון הוא החוליה הראשונה ואמצעי קלט בכל מכשיר או מתקן המיועד להעביר או לאחסן גלי קול לדוגמה: לשם הקלטה, בטלפון, בקשר רדיו או לשם הזנה (קלט) למחשב של קולות וצלילים.
ההיסטוריה של פיתוח המיקרופון קשורה לזו של פיתוח הטלפון.
לאחר שהיגר בשנת 1850 לסטטן איילנד שבניו יורק בהשראת הפרסום הרב שצבר סמואל מורס על המצאת הטלגרף, פיתח המהנדס האיטלקי אנטוניו מאוצ'י את הגרסאות הראשונות לטלפון האלקטרומגנטי (זאת בשונה מהמצאתו המוקדמת של מערכת העברת קול דרך צינורות אוויר).
ברשמיו משנת 1857 תיאר את עקרונות הבסיס להעברת קול באמצעות מכשיר אלקטרומגנטי:
משלא היה יכול לממן את פיתוח המצאתו או רישום פטנט עבורה, ונוכח חוסר המוכנות של משקיעים איטלקים לסייע לו בתקופת חוסר יציבות פוליטית עקב מסעותיו הצבאיים של הגנרל גריבלדי, הגיש מאוצ'י בשנת 1871 רק בקשה ל"הצהרת כוונות" לפטנט, שתוקפה פג לאחר שלוש שנים.
על פי עיקרון זה פעל המכשיר שבו השתמש בהדגמתו הראשונה המפורסמת של העברת קול אדם באמצעות טלפון, אך לאחר מכן עבר בל להשתמש בהתקן אלקטרומגנטי.
בשנת 1854, באותה תקופה שבה מאוצ'י פיתח את המצאתו, פרסם הממציא הצרפתי, יליד בלגיה, שארל בורסל מאמר במגזין L'Illustration שראה אור בפריז, תחת הכותרת "Transmission électrique de la parole" (צרפתית: שידור חשמלי של הדיבור).
בהשראת מאמר זה פיתח, בשנת 1859, המדען והממציא הגרמני היהודי פיליפ רייס מכשיר שמעביר קולות באמצעות חוטי חשמל למרחק של 100 מטר, למכשיר הוא קרא das Telefon .
המכשיר היה מגושם ואיכות השמע לא הייתה טובה בו מאחר שהמיקרופון היה מוציא ניצוצות ואף דרש כוונונים עיתיים.
בשנת 1862 הדגים רייס את פעולת המכשיר בפני מפקח מטעם חיל הטלגרף הפרוסי המלכותי, וזה פרסם דו"ח על ההדגמה.
בשנת 1875, עותק מתורגם של דו"ח זה הגיע לידיו של תומאס אדיסון, אשר השתמש בו לפיתוח המיקרופון הפחמי.
בחודש מרץ שנת 1877, הגיש אדיסון בקשה לרישום פטנט על המיקרופון הפחמי.
בחודש יוני באותה שנה, הגיש הממציא היהודי-אמריקאי, יליד גרמניה, אמיל ברלינר, בקשה לרישום פטנט על אותם עקרונות, אך בית משפט פדרלי פסק בנושא לטובתו של אדיסון בשנת 1892.
כמו כן, הפיזיקאי והממציא האמריקאי עמוס דולבר (Dolbear), טען בפני ביהמ"ש העליון בארצות הברית, במשפט מול חברת הטלפון "בל" בשנת 1888, שעוד בשנת 1865 המציא טלפון מבוסס מגנט קבוע וסרעפת מתכתית, אותו פיתח בשנות לימודיו באוניברסיטת Wesleyan שבאוהיו, אך בהיעדר הוכחות ביהמ"ש פסק כנגדו.
המדען הוולשי דייוויד אדוארד יוז (Hughes) פיתח גרסה משופרת של מיקרופון הפחם של אדיסון, וקבע את המונח "מיקרופון" על פני המונח שהיה נפוץ עד אז, "transmitter" (משדר), כדי להדגיש את יכולתו של המכשיר להעביר גלי קול קטנים במיוחד ("מיקרו" היא תחילית המשמשת לציון גדלים קטנים בלעז).
בשנת 1916, המציא אדוארד כריסטופר וונטה (Wente) ממעבדות בל את המיקרופון הקיבולי (קבלים נקראו במקור "קונדנסרים").
המיקרופון הקיבולי הצריך אספקת מתח קבועה לסרעפת אשר שימשה כאחד הלוחות בקבל כך שתנודות הסרעפת עם גלי הקול יצרו שינויים בקיבול המערכת.
התמרת גלי קול לאותות חשמליים נעשתה גם באמצעות רכיבים אופטיים.
הממציא הרוסי לב טרמין (Theremin) (לב סרגייביץ' טרמן), שהמציא גם את כלי הנגינה הקרוי על שמו, פיתח עד שנת 1947, מערכת לציתות ולריגול, שהתפרסמה לימים בשם "בוראן" (Buran, ברוסית "סופה").
המערכת התבססה על פענוח גלי קול על פי תנודות הזכוכית בחלונות, באמצעות קרן אור תת-אדומה (לא קרן לייזר).
על עקרונות מערכת זו התבססו סוכנויות ביון, וביניהן ה-CIA האמריקאי, בעת פיתוח מערכות מבוססות לייזר למדידת גלי קול.
בשנת 2009, נרשם בארצות הברית פטנט (מס' 7,580,533), לפענוח גלי קול בתווך אוויר פתוח, באמצעות ניתוח מעבר קרן לייזר דרך עשן או אדים.
ישנם מספר סוגים עיקריים של מיקרופונים: פחמי, גבישי (קריסטלי), דינמי וקיבולי (קונדנסר).
מיקרופונים פחמיים וגבישיים אינם בשימוש כיום.
המיקרופונים נבדלים בדרך שבה הם ממירים צליל/קול (תנודות באוויר) לאות חשמלי.
המכלול במיקרופון דינמי הוא זהה מכנית לרמקול: סליל שמחובר לדיאפרגמה - (ממברנה דקה, צפידה למחצה המשמשת מעין מפרש לגלי קול).
הסליל נמצא בתוך שדה מגנטי של מגנט קבוע.
כשגל קול פוגע בממברנה הוא מרעיד אותה, ואיתה את הסליל.
כתוצאה מתנועת הסליל בתוך השדה המגנטי מושרה בסליל זרם חשמלי שהוא ייחודי לאותו גל קול.
מכיוון שהממברנה והסליל המחובר אליה הנתון בשדה מגנטי הם כבדים יחסית במיקרופון דינמי, האינרציה שלהם משמעותית, ונדרש שינוי ניכר בלחץ האוויר כדי להזיז את הממברנה (כלומר, הרגישות היא נמוכה יחסית).
מסיבה זו נהוג להשתמש במיקרופון דינמי לשימושים בהם יש צורך לקלוט צלילים בעוצמה גבוהה וממרחק קרוב כמו כלי הקשה או קליטה ישירה מול רמקולים של מגברי גיטרות חשמליות.
זהו למעשה יתרון של המיקרופון הדינמי המותאם לעבודה עם עוצמה גבוהה של לחץ הקול (Sound pressure level - SPL), מיקרופון קונדנסר לא מתאים לעוצמות חזקות.
יתרונות נוספים על פני מיקרופון קונדנסר הם מבנה חזק ופשוט, לא רגיש ללחות באוויר, אמינות גבוהה ומחירו זול יחסית לאיכותו.
מיקרופון דינמי רגיש פחות למשבי רוח או לאפקט של רוח מן הפה של הקריין או הזמר לכן זהו מיקרופון המשמש בדרך כלל זמרים בהופעות.
דוגמה למיקרופון דינמי מקצועי הוא מיקרופון SM58 של חברת SHURE שהוצג לראשונה בשנת 1966. זהו מיקרופון קלאסי בקבוצה זו ופופולרי מאוד גם כיום ומשמש בעיקר להגברה והקלטה של זמרים בהופעות או לעבודה כללית בהגברה.
אחיו התאום SM57 משמש להגברה והקלטה של כלי הקשה ומגברי גיטרה חשמלית.
שני מיקרופוני SM57 משמשים כיום כמיקרופונים של הפודיום הרשמי של נשיא ארצות הברית.
מיקרופון קונדנסר מכיל ממברנה דקה עשויה מיריעה פלסטית דקה, שצידה האחד מצופה בזהב או בניקל, והיא מורכבת קרוב מאוד ללוחית אחורית קבועה.
מתח מקטב מסופק לממברנה על ידי מקור מתח חיצוני (סוללה או ספק כוח), או על ידי המטען של החומר האלקטרוליטי שבממברנה או בלוחית הקבועה.
הממברנה והלוחית האחורית, המופרדות על ידי נפח אוויר קטן, יוצרות קבל (קונדנסר בלעז).
גלי הקול מרעידים את הממברנה, ותנועתה משנה את הקיבול.
שינוי זה מתורגם על ידי מעגל חשמלי לשינויי מתח.
בזמן חיבור, ברוב המקרים, מיקרופון זה ידרוש מתח פנטום (Phantom Power).
למיקרופון קונדנסר אמיתי ומקצועי, הענות תדר טובה יותר מאשר למיקרופון דינמי.
הריבון מכיל ממברנה דקיקה ועדינה בצורת סרט.
מיקרופון הריבון עדין מאוד ביחס לעמיתיו, הקונדנסר והמיקרופון הדינמי, והשימוש בו מצריך זהירות יתרה.
בעל גוון צליל שקוף לעומת הקונדנסר, ומאופיין בצליל מתקתק.
הריבון היה נפוץ מאוד במהלך שנות ה-60 וה-70, אבל בשנים האחרונות ביצע קאמבק מרשים.
"מדונה" (שם גנרי, על אף שלא הייתה הראשונה להשתמש בו) הוא מיקרופון בצורת קשת המתלבש על הראש נאחז באוזן ויורד בצורת קשת לפה האדם.
הייעוד של המדונה הוא הגברת קול מנחה, קול מורה או מדריך טיולים ומקל עליו להחזיק במיקרופון.
מיקרופון אלחוטי (ידוע גם כמיקרופון רדיו) הוא מיקרופון ללא כבל פיזי המחברו ישירות למכשיר ההקלטה או לציוד ההגברה.
המיקרופון מכיל בתוכו סוללה קטנה, המעניקה כוח למשדר שבגוף המיקרופון, ותפקידו להעביר אותות אודיו מהמיקרופון באמצעות גלי רדיו ליחידת מקלט סמוך, שבתורה משחזרת את השמע.
לרוב, ציוד אודיו נוסף (כמו מערכת ההגברה) מחובר ליחידת המקלט באמצעות כבל פיזי.
מיקרופונים אלחוטיים נמצאים בשימוש נרחב בתעשיית הבידור, בשידורי טלוויזיה ובהופעות בפני קהל, ויתרונם העיקרי הוא האפשרות שהם מספקים לשדרנים, בדרנים ומרצים לנוע בחופשיות, תוך שימוש במיקרופון לשם הגברת הקול.
ישנם תקנים שונים, תדרים וטכנולוגיות שידור, המשמשים כדי להחליף את חיבור הכבל הפיזי של המיקרופון ולהפוך אותו למיקרופון אלחוטי.
ניתן להעביר את המידע, למשל, באמצעות גלי רדיו בשיטות אפנון דיגיטליות שונות כמו FM, AM.
חלק מן המיקרופונים הזולים יותר עושים שימוש באור אינפרא אדום לצורך העברת הקול.
מיקרופונים מבוססי קרינה אינפרא אדומה דורשים קו ראייה ישיר בין המיקרופון והמקלט, דבר שלא נדרש במיקרופונים היקרים יותר, העושים שימוש בגלי רדיו.
רגישותו של מיקרופון מוגדרת כיחס בין המתח החשמלי שהמיקרופון מפיק לשינוי מסוים בלחץ האוויר שגרם להפקתו של המתח.
מיקרופון בעל רגישות גבוהה מייצר מתח גבוה יותר ולכן זקוק להגברה נמוכה יותר.
הרגישות משתנה ממיקרופון למיקרופון ומטכנולוגיה לטכנולוגיה.
זהו אחד המאפיינים החשובים של מיקרופון והוא נמדד ומדווח בכל מיקרופון מקצועי.
על פי התקן הבינלאומי מודדים את המתח החשמלי שמייצר המיקרופון כאשר מושמע אות בתדירות של 1 קילו הרץ ובעוצמה של 94dB (SPL) ממרחק 1 מטר ובזווית 0 מעלות למיקרופון.
המתח החשמלי במוצא המיקרופון במצב זה נקבע כרגישותו.
מיקרופונים דינמיים הם בעלי טווח רגישויות בין 0.5mV עד 5mV.
היענות התדר (תגובה שונה לתדרים שונים) היא מאפיין חשוב של המיקרופון.
להיענות חשיבות רבה כי היא מגדירה את "אופי" המיקרופון ואת "צבע" הצליל.
במדידות מדויקות מתייחסים להיענות שאיננה קבועה כעיוות של הקול.
את בדיקת היענות התדר מבצעים בעזרת חיבור מתנד סינוסואידי לרמקול, שהמיקרופון הנבדק מונח לפניו, ומודדים את מוצא המיקרופון לכל תדירות (בדרך כלל מ-20 הרץ עד 20 קילוהרץ).
את התוצאה נהוג להציג כגרף ששני ציריו (התדר ותגובת המתח ביחס לתגובה ב-1 קילוהרץ) לוגריתמיים.
המרכיבים העיקריים במיקרוסקופ 1) עדשות עינית (אוקולר) 2) גלגל סובב האובייקטיב 3) עדשת העצם (עצמית) 4) מנגנון לשליטה על עומק השדה (פוקוס) 5) גלגלת לשליטה עדינה בפוקוס 6) משטח הדוגמית 7) מראה 8) מרכז קרני אור (קונדנסור)
מִיקְרוֹסְקוֹפְּ הוא מכשיר המשמש להגדלה ויזואלית של עצמים קטנים מכדי להיראות על ידי העין ללא הגדלה.
המדע החוקר עצמים שכאלה נקרא מיקרוסקופיה, ובהשאלה המונח "מיקרוסקופי" מתאר עצמים זעירים מאוד.
המיקרוסקופ הנפוץ ביותר, והראשון שהומצא, הוא המיקרוסקופ האופטי.
מכשיר אופטי זה מכיל עדשה אחת או יותר, ויוצר תמונה מוגדלת של עצם המונח על משטח מול העדשות.
מיקרוסקופ אופטי, המבוסס על קרני האור הנראה, מוגבל להגדלה של העצם הנבחן עד פי 1,000 מגודלו המקורי, גבול ההגדלה נקבע על ידי אורך הגל של קרני האור.
קיימים מיקרוסקופים שמשתמשים בסוגי קרינה אחרים להפקת תמונה, בעיקר במקרים בהם העצמים קטנים מיכולת הרזולוציה של האור הנראה, שהיא כ־0.2 מיקרון.
השימוש בעדשות זכוכית קמורות וקעורות, להגדלת מראה עצמים, הביא למהפכה מדעית, מכיוון שאפשר לראות דברים, שקודם לכן היו קטנים מדי או רחוקים מכדי לראותם בעין בלתי מזוינת.
המיקרוסקופ נוצר, כנראה, לראשונה, כהתפתחות ישירה מן העדשות ששימשו כמשקפיים.
המיקרוסקופ הראשון נבנה בהולנד בשנת 1590 על ידי (1580–1638) ואביו.
אנטוני ואן לוונהוק (1632–1723), הולנדי אף הוא, היה הראשון שהשתמש במיקרוסקופ בשנת 1660 לחקר חיידקים.
המיקרוסקופים שלו, היו בעלי כוח הגדלה של עד פי 270, ונחשבו על ידי רבים כטובים ביותר בזמנם לחקר מיקרואורגניזמים ותאי דם אנושיים.
את מנגנון המיקוד פיתח לראשונה קאמפיני באיטליה, בשנת 1668.
מיקרוסקופ פשוט או בשמו המדעי מיקרוסקופ אור (מירה), בניגוד למיקרוסקופ המורכב הסטנדרטי , הוא מיקרוסקופ העושה שימוש בעדשה אחת או שתיים בלבד לצורך הגדלה.
המיקרוסקופים של אנטוני ואן לוונהוק היו מורכבים מעדשה מגדילה קטנה אחת, המונחת על משטח בעל מנגנון המחזיק את העצם הנבדק כך שלא יזוז.
יכולת ההגדלה של מיקרוסקופ האור היא הגדלה של העצם עד פי 400 מגודלו המקורי.
התרשים להלן מציג מיקרוסקופ מורכב.
בצורתו הפשוטה ביותר, בה השתמש רוברט הוק, הייתה למיקרוסקופ זה עדשת זכוכית יחידה בעלת עומק שדה קצר עבור העצם, ועדשת זכוכית נוספת עבור העינית (אוקולר).
מיקרוסקופים אלו הם בדרך כלל מורכבים יותר, וגם בעדשת העצם ובעינית יש יותר מעדשה אחת.
העדשות המורכבות הללו מתוכננות כך שיקטינו את חוסר המיקוד.
במיקרוסקופים מודרניים, מוחלפת המראה במנורה, שתפעולה נוח יותר, והיא המאפשרת גם שינוי בעוצמה.
מיקרוסקופים מורכבים נכנסים לשימוש לצורך בחינת דוגמיות קטנות כיוון שיש להם עומק שדה מוגבל.
לרוב, הם מסתמכים על אור העובר דרך הדוגמית מלמטה, ובדרך כלל נעשה שימוש בטכניקות מיוחדות כדי להגדיל את ניגודיות התמונה לרמות שימושיות.
המיקרוסקופ הבינוקולרי תוכנן באופן שונה משני השרטוטים שלמעלה, והוא משרת מטרה שונה מעט.
במיקרוסקופ זה ישנן שתי עיניות (ומכאן שמו) כדי לספק זוויות ראייה שונות מעט לכל אחת משתי העיניים.
בצורה זו הוא יוצר תצוגה תלת־ממדית של העצם הנבדק.
עדשה מגדילה על ידי כיפוף האור .
מיקרוסקופים אופטיים מוגבלים ביכולתם להפריד פרטים על ידי תופעה אופטית שמכונה גבול העקיפה, בהתבסס על הערך המספרי של הנקב (numerical aperture (NA של המערכת האופטית ובהתבסס על אורך גל האור (L) שבו משתמשים, ישנו ערך קבוע (d) לכושר ההפרדה האופטי (רזולוציה אופטית).
בהנחה שעיוותים אופטיים זניחים, ערך הרזולוציה d נתון על ידי:
בגלל גבול העקיפה, אפילו מיקרוסקופ האור הטוב ביותר מוגבל לרזולוציה של 0.2 מיקרומטר.
עם זאת בשנים האחרונות פותחו אמצעים שמאפשרים בתנאים מסוימים להתגבר על מגבלה זו, תחום מחקר ופיתוח זה מכונה מיקרוסקופיה ברזולוצית על.
השיטה עליה מבוסס מיקרוסקופ ניגוד מופעים פותחה בידי פריץ זרניקה בשנות ה-30 של המאה ה-20, עליה זכה בשנת 1953 בפרס נובל בפיזיקה.
השוני במקדם השבירה בין תאים חיים לסביבתם המימית הוא לרוב זניח, ועל כן לא ניתן להבחין בתאים חיים במיקרוסקופ אור רגיל על רקע סביבתם המימית.
כדי להבחין בתאים יש לצבוע אותם (staining), מה שמביא למותם.
שיטה אחרת משמשת במיקרוסקופ ניגוד מופעים.
במיקרוסקופ זה מנוצלות הזזות מופע קטנות בגל האור העובר דרך התא לעומת סביבתו המימית, ומתורגמות להבדלי משרעת או ניגוד, ובכך להבחין בהם.
השיטה שימושית לצפייה בתאים חיים בסביבתם, במקטעי רקמה דקים ואברונים תאיים.
יתרונה הגדול של מיקרוסקופיה בשיטה זו הוא ביכולתה לעקוב אחרי תהליכים תאיים בתא החי, ובין היתר, אפשרה את חקר מחזור החיים בתא.
מיקרוסקופיה פלואורסצנטית היא מיקרוסקופיית אור המאפשרת זיהוי מולקולות ספציפיות באמצעות חותם ספקטרלי ובכך מתגברת על בעיית הרקע הקיימת במיקרוסקופ אור רגיל.
הוא עושה זאת על ידי שימוש במנורת הלוגן חזקה (בדרך כלל מנורת כספית) כמקור אור, מנורה כזו מספקת מגוון רחב מאוד של אורכי גל (כולל UV), כאשר המולקולה אותה נרצה לראות נצבעת מבעוד מועד בצבע פלואורסצנטי.
ניתן לצבוע אברונים מסוימים בתא בצבע פלואורסצנטי.
צבע זה משמש כגלאי, העשוי חומר פלואורסצנטי.
על מנת להבין את התהליך דרוש הסבר קצר על חומר פלואורסצנטי.
חומר פלואורסצנטי הוא חומר שכשמקרינים עליו אור באורך גל מסוים נוצרת קפיצת אלקטרון ברמה, האלקטרון מיד חוזר לרמה הקודמת שלו, והוא עושה זאת תוך כדי פליטה של קרן אור.
קרן האור הנפלטת מהאלקטרון תהיה בעלת אנרגיה נמוכה יותר מזו שהקפיצה את האלקטרון – כלומר אורך הגל יהיה ארוך יותר.
במיקרוסקופיה פלואורסצנטית מוכנס חומר פלואורסצנטי שכזה אשר נקשר/נכנס רק למולקולת מסוימות (לדוגמה לאברונים בתא) כך שרק אלו יפלטו אור באורך הגל המבוקש, כך ניתן להדגיש אברונים מסוימים מתוך הרקע.
האור נכנס ממנורת הכספית למיקרוסקופ, ופוגע מיד במסנן הראשון מתוך שניים.
מסנן זה מאפשר רק לאורך גל מסוים לעבור.
האור שעבר אותו ממשיך לנוע עד לפגיעה במראה המסיטה אותו אל עבר קונדנסור הדוחס את האור.
הקונדנסור (שמשמש מעין מגבר) מרכז את האור אל עבר הדוגמה (הרקמה לבדיקה).
החומר הפלואורסצנטי בדוגמה, מקפיץ את האלקטרונים, משנה את אורך הגל לאורך גל ארוך יותר, כך שלאחר שלב זה האור יוכל לעבור את המראה (בשלב השינוי באורך הגל).
האור מגיע כעת למסנן השני, המסנן רק את אורכי הגל שבין 510 לבין 530 ננומטר.
הוא עושה זאת כדי לסנן החוצה אור הנפלט בצורה טבעית מהדוגמה (לדוגמה בנטרול של רדיקלים חופשיים תאים מסוימים פולטים אור באופן טבעי).
פרס נובל לכימיה לשנת 2014 הוענק על התגברות על מגבלות הרזולוציה של מיקרוסקופיה אופטית והורדתה לקנה מידה ננומטרי באמצעות מיקרוסקופיה פלואורסצנטית.
הבסיס למיקרוסקופיה קונפוקלית, הוא השימוש במסננים מרחביים (חרירים), המאפשרים לבטל אור שמקורו מחוץ למוקד, המפריע להיווצרות תמונה ברורה במיקרוסקופ אור רגיל.
בשנים האחרונות המיקרוסקופ הקונפוקלי נחשב למבוקש, בגלל הקלות היחסית של קבלת דמויות באיכות גבוהה של דוגמאות שהוכנו לצפייה תחת מיקרוסקופ רגיל.
בעוד במיקרוסקופיה רגילה, שהיא מיקרוסקופיית שדה רחב, כל הדוגמה נשטפת באור, והתמונה יכולה להראות ישירות בעין או באמצעות מצלמה, במיקרוסקופ הקונפוקלי, מקור התאורה הוא בקרני לייזר הסורקות את הדמות פיקסל אחר פיקסל.
חלקי הדמות נקלטים על ידי גלאי, ומורכבים לדמות המתקבלת על צג מחשב.
אמנם, ניתן לראות בשיטה זו דוגמאות שאינן צבועות, אבל עדיף להשתמש בצביעה בגלאים פלואורסצנטיים.
מיקרוסקופיה פלואורסצנטית מציעה מספר יתרונות שהן מעבר למיקרוסקופיה אופטית, ובכלל כך שליטה בעומק השדה, הירידה באיכות הדמות ככל שגדל המרחק מהמוקד, והיכולת לצפות בדוגמה עבה באמצעות צפייה סדרתית בחלקים דקים מתוך דוגמה עבה.
כשאור בא במגע עם עצם, דוגמת העצם בו רוצים להתבונן במיקרוסקופ, נוצרות קרניים של שדה קרוב, וקרניים של שדה רחוק.
אור שדה רחוק מתקדם בחלל באופן מפוזר, והוא האור שנקלט במיקרוסקופיה רגילה.
במיקרוסקופ שדה-קרוב נעשה שימוש באור שדה קרוב, שנמצא סמוך לעצם במרחק שהוא פחות מאורך גל אחד של אור.
האור בשדה-קרוב נושא מידע שתדירותו גבוהה, והמשרעת שלו גבוהה במרחק כמה עשרות ננומטרים מהעצם.
כאשר מתרחקים מהעצם כדי מאות ננומטרים, נכנסים לטווח השדה-רחוק, המידע המרחבי שתדירותו גבוהה אובד, ובמקומו מקבלים דפוסי התאבכות.
באמצעות שימוש במיקרוסקופיית שדה-קרוב, ניתן ללכוד את המידע הרב שנמצא במרחקים קצרים בלבד מהדמות.
לשם כך, משתמשים במחט מצוידת בעדשה זעירה בקצה, העוברת באופן סדרתי על פני העצם, וקולטת את קרני האור המוחזרות ממנו.
התמונה המתקבלת נוצרת באמצעות מחשב.
בדרך כלל נהוג לסרוק דוגמאות שנצבעו באופן פלואורסצנטי, אבל ניתן לצפות גם בעצמים שאינם צבועים.
מיקרוסקופ שדה אפל הוא מיקרוסקופ בו אלומת האור פוגעת בדגם בזווית, כך שרוב האור העובר (או המוחזר) ללא פיזורים לא ייכנס אל תוך עדשת האובייקטיב והאור שנאסף אל תוך האובייקטיב הוא רק האור המפוזר מהדגם.
בשיטה זאת ניתן להבחין בקלות גם בעצמים קטנים מאוד שעוצמת פיזור האור מהם נמוכה, מכיוון שהם יראו ככתם בהיר על רקע כהה.
מיקרוסקופ רב-פוטונים הוא מיקרוסקופ אור המבוסס על עירור (אקסטיציה, excitation) שבעזרתו מדמים לרוב רקמות חיות מבלי לפגוע בתפקודן התקין.
עירור המבוסס על שני פוטונים (או יותר) הפוגעים בו-זמנית בחלבון פלואורוסצנטי משתמש באורכי גל ארוכים יותר ועל כן חודר עמוק יותר לרקמה ומאפשר לדמות אזורים שאינם נגישים כשמעוררים דוגמה עם אורכי גל קצרים יותר.
מיקרוסקופ אלקטרונים הוא מכשיר לצפייה מיקרוסקופית בעל עוצמה מרובה, גם להגדלות גבוהות מאוד, וגם לכושר הפרדה עצום.
המיקרוסקופים מסוג זה בשימוש כיום פועלים באחת משתי שיטות: מיקרוסקופ אלקטרונים סורק, אשר עובר מעל פני השטח ונוגע בהם ומיקרוסקופ הקולט אלקטרונים העוברים דרך הדגם, וזקוק לדגמים דקים ביותר.
תולדות התפתחותו של מיקרוסקופ האלקטרונים (לפי שנים):
1924 – החוקר הצרפתי דה ברווי, מעלה תאוריה חדשה לגבי האלקטרונים, שהם מתנהגים כגל האור.
לאחר מכן, הראה החוקר בוש, ששדות מגנטיים יכולים לשמש כעדשות.
1933 – קנול ורוסקה, חוקרים גרמנים, הציעו מיקרוסקופ אלקטרונים פשוט.
1939 – מופיע דגם מסחרי של מיקרוסקופ אלקטרונים משוכלל יותר מהקודם (100 אנגסטרם).
1942 – בארצות הברית נבנה מיקרוסקופ האלקטרונים הראשון בעל כושר הפרדה של 25 אנגסטרם.
כיום מצויים מיקרוסקופי אלקטרונים באמצעותם ניתן לצפות במולקולות ואף במולקולות DNA.
מיקרוסקופ האלקטרונים תורם הרבה להבנת התא הביולוגי וכן מבנים ומערכות נוספות.
מיקרוסקופ מנהור סורק, או ממ"ס (Scanning Tunneling Microscope, או STM) הוא מיקרוסקופ אשר בעזרתו ניתן לבחון משטחים ברמה האטומית.
המיקרוסקופ פותח בשנת 1981 במעבדות של יבמ בציריך על ידי גרד ביניג והיינריך רורר, שקיבלו על המצאתם פרס נובל לפיזיקה לשנת 1986.
הרזולוציה של ממ"ס יכולה להגיע ל-0.1 ננומטר במישור האופקי ול-0.01 ננומטר בציר האנכי.
בניגוד למיקרוסקופ אלקטרוני השימוש בממ"ס אינו מחייב ריק או טמפרטורות נמוכות.
עם זאת, הסריקה דורשת משטח נקי מאוד וטיפ חד ומדויק.
המיקרוסקופ סורק את המשטח הנבחן בעזרת חוד סורק, והסריקה מתבססת על תופעת המנהור, תופעה קוונטית של מעבר אלקטרונים דרך מחסום פוטנציאל – במקרה של המיקרוסקופ, בין קצה החוד למשטח.
זרם המנהור יהיה תלוי מחד במרחק החוד מפני השטח ומאידך בצפיפות מצבים קוונטיים פנויים על המשטח.
שני הגורמים מאפשרים לבחון בעזרת המיקרוסקופ את פני המשטח, וגם להבחין בסוגים שונים של אטומים הנמצאים על המשטח, או לצפות בשינויים אנרגטיים באטומים מאותו סוג.
בנוסף לתפקידו ככלי תצפית, יכול הממ"ס לשמש להזזת אטומים בודדים.
יכולת זו התפרסמה כאשר בשנת 1989 סידרו החוקרים במרכז מחקר של יבמ 35 אטומים של קסנון בצורת האותיות IBM על פני משטח של ניקל, ובכך ייצרו את שלט הפרסום הקטן בעולם (נכון ל-2016), שגובהו 5 ננומטר בלבד.
מיקרופילם (בעברית סרט זִעוּר) הוא מדיה אופטית המשמשת לאחסון תוכן של ספרים, כתבי עת, מסמכים משפטיים ותרשימים הנדסיים.
מיקרופילם הוא בדרך כלל סרט צילום 35 מ"מ בשחור-לבן, אם כי בתחום ההנדסה נוהגים גם להשתמש בכרטיסי ניקוב שלהם מוצמד צילום בודד.
לחלק ניכר ממדיית המיקרופילם מקודד מידע תוכן דיגיטלי בקצה התמונה המוצגת כדי לבצע שליפה אוטומטית, אולם לא בכולם.
המיקרופילם אינו המדיה האנלוגית הקומפקטית ביותר בשימוש נרחב, המיקרופיש מאפשר לשמור מידע רב יותר.
הוא קומפקטי ועלויות האחסון שלו נמוכות בהרבה מאשר עלויות האחסון של מדיית הנייר המקורית.
לשם השוואה, אחסון שנה של גליונות כתב עת מצריכה רק 10% מהמקום שהיו תופסים הגליונות עצמם ורק 3% מהמשקל של אותם גליונות.
עלויות השכפול זולות יותר ככל שמספר העותקים גדל, והן זולות יותר מאשר שכפול נייר.
רוב המיקרופילמים עשויים מפוליאסטר עם צבעי כסף-הליד בתוך ג'לטין קשה, ואורך החיים המוערך שלהם הוא 500 שנה (בתנאי מיזוג אוויר).
באקלים טרופי ולח יש סכנה שפטריות יאכלו את הג'לטין המשמש לקבע את הכסף-הליד, ולכן משתמשים במערכות מבוססות-דיאזו שאורך החיים שלהן קצר בהרבה (20 שנה), עם משטחי פוליאסטר או אפוקסי.
כיוון שמדובר במדיה אנלוגית (צילום של המידע המקורי), קל להציג אותה (תוך שימוש במכשיר מתאים - "מקראת זיעורים").
זאת בניגוד למדיה דיגיטלית, כל שיש לעשות הוא להגדיל את הצילום.
החסרון העיקרי של המיקרופילם הוא שהתמונה קטנה מכדי להיקרא בעין בלתי מזוינת.
יש להשתמש במכשיר שמקרין אותה לגודלה המקורי על מסך זכוכית או משטח קריאה אחר.
יצירת עותקים: אי אפשר להשתמש במכונת צילום כדי ליצור עותקים של המקור.
יש להשתמש במכונה המשלבת סורק ומדפסת כדי ליצור עותק נייר.
בספריות בדרך כלל יש מספר מועט של מכונות כאלו שמסוגלות לייצר עותקים על נייר, בתשלום.
שכפול: אפשר לשכפל את המיקרופילם המקורי מספר מוגבל של פעמים, בניגוד למדיה דיגיטלית שאינה מוגבלת בשכפול, וכוללת בדרך כלל מנגנונים לאיתור שגיאות ותיקונן.
בתחומי ההנדסה נהוג להשתמש במיקרופילם שמונח על כרטיס ניקוב לצורך ארכוב מידע.
למשל, כשחברות תעופה דורשות תרשימים הנדסיים כחלק מעסקאות רכישה (כדי להבטיח את עצמן במקרה של פשיטת רגל של היצרן), הן דורשות את הנתונים באופן זה, עם מידע אינדקס על כל כרטיס.
כך קל לשכפל, למיין, ולמצוא את המידע הנדרש.
כרטיסים כאלו תופסים בממוצע 3% מהנפח הנדרש לאחסון התרשימים המקוריים.
בסוף המאה העשרים חלה ירידה תלולה בשימוש במיקרופילם, עם המעבר לאחסון על גבי מדיה מגנטית ברשת מחשבים.
יתרונה הגדול של השיטה החדשה הוא היכולת לקרוא את המסמך בכל מקום המחובר לרשת, ללא צורך בהעברה פיזית הנדרשת במיקרופילם.
מיקרופילם מסייע להנגשת תוכן נדיר בספריות כגון המכון לתצלומי כתבי יד עבריים בספרייה הלאומית בירושלים המרכז למעלה מ-90% מכתבי היד העבריים הידועים על גבי מיקרופילמים.
מיקרופיש (Microfiche) או דף זִעוּר היא אחת משיטות האחסון האנלוגיות הקומפקטיות ביותר בשימוש נפוץ, לשמירת עותקים של ספרים, כתבי עת ועיתונים במוסדות שמחזיקים ספרייה כה גדולה שלא סביר להחזיק את תוכנה על מדפים.
השימוש במיקרופיש נפוץ פחות מהשימוש במיקרופילם.
בכל כרטיס מיקרופיש אפשר לאצור 100 - 130 עמודים (תלוי בגודל העמוד המקורי).
כרטיס מיקרופיש הוא כרטיס עשוי פלסטיק, בערך בגודל של 10x15 ס"מ.
בדרך כלל מופיעה כותרת תוכן באותיות הניתנות לקריאה לאורך אחת משפתיו.
יחס ההקטנה המקובל הוא x24, מה שמאפשר לאחסן על כרטיס שכזה 7 שורות של 14 עמודים כל אחת.
לחלק מהמיקרופישים מקודד מידע תוכן דיגיטלי בקצה התמונה המוצגת כדי לבצע שליפה אוטומטית.
בעבר נהגו לייצר מיקרופישים על ידי יצירת מיקרופילם בעזרת מצלמת מיקרופילם.
לאחר פיתוח סרט הצילום, חתכו אותו לפסים קצרים שהוכנסו ידנית ל"חליפת מיקרופיש".
את ה"חליפה" היה אפשר לשכפל.
בשנות השבעים והשמונים פותחו מכונות שיכלו לייצר מיקרופיש הישר מציוד מחשבים היקפי.
השתמשו בהן כדי להפיץ כמויות גדולות של מידע משתנה תדיר לחברות ומוסדות שלא היו להם מסופי מחשב, אבל היו בשימושם קוראי מיקרופיש.
לשם השוואה, אחסון גיליון כתב עת על מיקרופיש מצריך רק 0.05% מהמקום שתופס הגיליון וממשקלו.
רוב המיקרופישים עשוים מפוליאסטר עם צבעי כסף-הליד בתוך ג'לטין קשה, ואורך החיים המוערך שלהם הוא 500 שנים (בתנאי מיזוג אוויר).
כיוון שמדובר במדיה אנלוגית (צילום של המידע המקורי), קל מאוד להציג אותה.
בניגוד למדיה דיגיטלית, כל שיש לעשות הוא להגדיל את הצילום.
עם זאת, למיקרופיש יש גם חסרונות:
החסרון העיקרי של המיקרופיש הוא שהתמונה קטנה מכדי להיקרא בעין בלתי מזוינת.
איתור: כיוון שהמדיה כה קטנה, אז קל להחזיר את המיקרופיש למקום הלא נכון, מה שיקשה מאוד על איתורו.
לכן ישנן ספריות שנוהגות לאחסן את המיקרופישים באזור מוגבל לגישה, ומספקות את המיקרופישים על פי דרישה בלבד.
שכפול: אפשר לשכפל את המיקרופיש המקורי מספר מוגבל של פעמים, בניגוד למדיה דיגיטלית שאינה מוגבלת בשכפול, וכוללת בדרך כלל מנגנונים לאיתור שגיאות ותיקונן.
בסוף המאה העשרים נפסק השימוש במיקרופיש לאחסון פלט מחשב, עקב המעבר לאחסון על גבי מדיה מגנטית ברשת מחשבים.
יתרונה הגדול של השיטה החדשה הוא היכולת לקרוא את המסמך בכל מקום המחובר לרשת, ללא צורך בהעברה פיזית הנדרשת במיקרופיש.
בנוסף לכך, בשיטה החדשה אין את החסרונות של המיקרופיש שנמנו לעיל.
מיקרוסקופ אלקטרונים הוא מיקרוסקופ המסוגל להגדיל עצמים קטנים במיוחד בכושר הפרדה גבוה על ידי שימוש באלקטרונים, כתחליף למקור אור במיקרוסקופים רגילים.
מיקרוסקופ אלקטרונים מסוגל להגדיל את העצם הנבחן עד לפי 10,000,000 מגודלו המקורי תוך ניצול טכנולוגיות של קרן האלקטרונים.
מיקרוסקופ האלקטרונים הראשון נבנה על ידי הפיזיקאי הגרמני ארנסט רוסקה.
הוא ידע שלאלקטרונים יש פן של גלים, לכן האמין שהוא יכול לנהוג בהם באופן דומה לגלי אור.
השפעת שדות מגנטיים על תנועת אלקטרונים הייתה ידועה, ורוסקה שיער כי ניתן להשתמש בהשפעה זו כדי למקד קרני אלקטרונים כפי שעדשה אופטית ממקדת קרני אור.
לאחר שוידא עקרונות אלו במחקר, הוא החל בתכנון מיקרוסקופ אלקטרונים.
רוסקה הסיק שמיקרוסקופ אלקטרונים יהיה הרבה יותר יעיל ממיקרוסקופ אופטי רגיל ויאפשר הגדלה רחבה יותר משום שהרזולוציה גדלה באורכי גל קצרים וגלי אלקטרונים קצרים יותר מגלי האור הרגילים.
בשנת 1933 רוסקה ושותפו, פיזיקאי גרמני נוסף בשם מקס נול, שרוסקה היה תלמידו, בנו אב טיפוס ראשון למיקרוסקופ האלקטרונים.
אמנם המיקרוסקופ היה פרימיטיבי ולא ראוי לשימוש מעשי, אולם היה מסוגל להגדיל עצמים פי 400. רוסקה זכה בשנת 1986 בפרס נובל לפיזיקה, וכך נאמר בטקס: "על עבודתו הבסיסית באופטיקת אלקטרונים, ועל תכנון מיקרוסקופ האלקטרונים הראשון".
מיקרוסקופ האלקטרונים היעיל הראשון נבנה על ידי אלי פרנקלין ברטון ותלמידיו, ססיל הול, ג'יימס היליאר ואלברט פרבוס, באוניברסיטת טורונטו, קנדה בשנת 1938.
אף על פי שמיקרוסקופים אלקטרוניים במאה ה-21 מסוגלים להגדיל עצם פי 10 מיליון, הם עדיין מבוססים על אב הטיפוס ועל גילוי הקשר בין אורך גל לרזולוציה של רוסקה.
מיקרוסקופ אלקטרונים הוא חלק אינטגרלי מהציוד הנדרש במעבדות רבות.
חוקרים נעזרים בו על מנת לבחון חומרים ביולוגיים (כגון מיקרואורגניזמים ותאים), מגוון מולקולות גדולות, דגימות ביופסיה, מבנה חומרים מתכתיים, גבישיים, ננו-חומרים וכן לאפיון פני-שטח של חומרים.
מיקרוסקופ אלקטרונים חודר (מינוח אנגלי וראשי תיבות: Transmission Electron Microscope, TEM)
הוא הגרסה המקורית של מיקרוסקופ האלקטרונים הראשון, מיקרוסקופ אלקטרונים חודר, מצריך אלומת אלקטרונים במתח גבוה הנפלטת באמצעות קתודה (תותח אלקטרונים) וממוקדת על ידי עדשות מגנטיות.
אלומת האלקטרונים שהוחדרה חלקית דרך הדגימה המאוד דלילה (ולכן שקופה למחצה לאלקטרונים) נושאת מידע לגבי המבנה הפנימי של הדגימה.
הסטייה המרחבית במידע זה (ה"תמונה") מוגדלת באמצעות סדרת עדשות מגנטיות עד שהיא נרשמת על ידי פגיעה במסך פלואורסצנטי, צלחת צילומית או חיישן אור כגון מצלמת CCD (ראשי תיבות של התקן צמוד מטענים, באנגלית: charge coupled device).
את התמונה המזוהה על ידי ה-CCD ניתן להציג בזמן אמת על גבי מוניטור או מחשב.
רזולוציית התמונה המתקבלת באמצעות מיקרוסקופ אלקטרונים חודר ברזולוציה גבוהה (High Resolution TEM, HRTEM) מוגבלת בגלל סטיות כדוריות וכרומטיות; אבל דור חדש של מתקני סטיות הצליח להתגבר על אותן סטיות כדוריות.
תיקונים של סטיות אלו אפשרו הפקת תמונות עם מספיק רזולוציה על מנת להציג אטומי פחמן ביהלום מופרדים ב-0.89 אנגסטרום (89 פיקומטר) ואטומי צורן ב-0.78 אנגסטרום, הגדלה של פי 50 מיליון.
היכולת לקבוע מיקום אטומים בתוך חומרים הפכה את ה-HRTEM לכלי הכרחי במחקר ופיתוח ננוטכנולוגיות בתחומים רבים, כולל זירוז הטרוגני (Heterogeneous Catalysis) ופיתוח התקני הולכה למחצה לאלקטרוניקה ופוטוניקה.
מיקרוסקופ אלקטרונים חודר מספק תמונה דו-ממדית של העצם.
בשונה מה-TEM, שבו נוצרת תמונה על ידי זיהוי אלקטרונים החודרים דרך הדגימה, במיקרוסקופ אלקטרונים הסורק הפקת התמונות נוצרת על ידי זיהוי אלקטרונים משניים הנפלטים מפני השטח עקב פגיעת אלומת האלקטרונים העיקרית שנורתה מתותח האלקטרונים ומורכזה על ידי העדשות.
ב-SEM, אלומת האלקטרונים סורקת את כל הדגימה שורה אחר שורה (סריקת ראסטר), וגורמת לפליטת אלקטרונים משניים (Secondary electron), ואלקטרונים מוחזרים (Backscattered electrons) מפני הדגימה.
האלקטרונים המשניים והמוחזרים שנפלטו מפני הדגימה נקלטים על ידי גלאי אלקטרונים המשניים הנמצאים בדרך כלל לצד הדגם; ואילו גלאי האלקטרונים המוחזרים נמצאים בדרך כלל מעל הדגם; ולעיתים ניתנים אף להוצאה (משיכה) מתא הבדיקה.
התמונה הסופית נבנית ממספר האלקטרונים שנפלטים מכל נקודה על הדגימה.
באופן כללי, רזולוציית המיקרוסקופ החודר גבוהה בהרבה משל אחיו הסורק, אך, מכיוון שהדמיית המיקרוסקופ הסורק נסמכת על עיבוד פני השטח במקום חדירה לתוכו הוא מסוגל להדמות נפח ויש לו עומק ראייה גדול יותר, משום כך הוא יכול לדמות תמונות שיהיו ייצוג טוב למבנה התלת-ממדי של העצם הנבחן.
מיקרוסקופ כוח אטומי הוא מיקרוסקופ בעל רזולוציה גבוהה במיוחד.
הרזולוציה שלו יכולה להגיע עד לאנגסטרם בודד.
מיקרוסקופ הכוח האטומי הראשון הומצא בשנת 1986, והוא משמש מאז ככלי יסודי בחקר החומר בסקאלות הננומטריות, למטרות דימות ומדידה.
מיקרוסקופ זה יעיל במיוחד לחקירת פני שטח של חומרים.
עקרון הפעולה של מיקרוסקופ הכוח האטומי הוא השימוש בכוחות משיכה ודחייה בסיסיים.
בלב המכשיר חיישן (tip), שנע על פני השטח בשני צירים (אורך ורוחב).
כאשר החיישן קרוב מספיק לפני השטח מתחילים כוחות רבים לפעול בינו לבין פני השטח, ביניהם כוחות ואן דר ואלס, כוחות חשמליים, כוחות מגנטיים, כוחות קפילריים וכוחות קזימריים.
כוחות אלה מזיזים את החיישן, וביחד איתו זז גם המכלול (cantilever) שמחובר אליו.
תנועת המכלול מתורגמת לשינוי בתבליט פני השטח של הדגם.
בדרך כלל מטילים קרן לייזר על המכלול, כך שכל שינוי במיקום החיישן יגרום לשינוי בעוצמת קרן הלייזר המוחזרת ממנו לגלאי, ושינוי העוצמה מתורגם לשינוי גובה בפני השטח של הדגם.
התוצאה המתקבלת לאחר סריקת פני השטח של החומר באמצעות המיקרוסקופ היא טופוגרפיה תלת־ממדית של הדגם.
לא ניתן להסיק ממנה את הרכב החומר, אלא רק את צורת פני השטח, בדיוק גבוה מאוד.
למיקרוסקופ כוח אטומי יתרונות רבים על מכשירי מדידה אחרים.
הראשון שבהם הוא הרזולוציה הגבוהה שלו.
בנוסף לכך, תמונת הדגימה שהוא מייצר היא תלת־ממדית, שלא כמו מיקרוסקופ אלקטרונים המייצר תמונה דו-ממדית של הדגם.
כמו כן, אין צורך בריבוץ של שכבת הגנה כנדרש במיקרוסקופ אלקטרונים סורק (SEM), או ריקוע פני השטח כנדרש במיקרוסקופ אלקטרונים חודר (TEM).
גם אין צורך לעבוד ברמת ואקום גבוהה - ניתן אפילו לעבוד בסביבה נוזלית, יתרון שמועיל במיוחד לחוקרים מתחומי מדעי החיים.
רוב החסרונות של מיקרוסקופ כוח אטומי נוגעים לזמן הרב, יחסית, שאורכת מדידת דגימה אחת.
בנוסף, שטח הדגימה וטווח הגבהים הטופוגרפיים הניתנים למדידה קטנים מאוד.
לכן שיטה זו מתאימה רק לדגמים קטנים במיוחד.
מיקרוסקופ הוא קבוצת כוכבים דרומית קטנה, שצוינה לראשונה על ידי ניקולא לואי דה לאקאי, אסטרונום צרפתי בן המאה ה-18. כוכבי הקבוצה עמומים מאוד – הבהיר שבהם הוא מדרגת בהירות נראית 4.7. מכיוון שהקבוצה הוגדרה מאוחר יחסית, ולא הייתה מוכרת לתרבויות הקלאסיות בחצי הכדור הצפוני, אין אודותיה אגדות או סיפורים מיתולוגיים.
α במיקרוסקופ הוא כוכב זוגי במרחק של כ-380 שנות אור המורכב מענק צהוב עם בהירות נראית מדרגה 4.9 ובן זוג עמום עם בהירות מדרגה 10, הניתן לצפייה בטלסקופ חובבים.
זהו הכוכב הרביעי בבהירותו בקבוצה.
γ במיקרוסקופ הוא ענק צהוב במרחק של כ-220 שנות אור ועם בהירות מדרגה 4.7. זהו הכוכב הבהיר ביותר בקבוצה.
AX במיקרוסקופ (לאקאי 8760) – הננס האדום הבהיר ביותר בשמי הלילה (ניתן לצפייה באמצעות משקפת או טלסקופ).
מיקרוסקופ מנהור סורק, או ממ"ס (Scanning Tunneling Microscope או STM) הוא מיקרוסקופ אשר בעזרתו ניתן לבחון משטחים ברמה האטומית.
המיקרוסקופ פותח בשנת 1981 במעבדות של IBM בציריך על ידי גרד ביניג והיינריך רורר, שקיבלו על המצאתם פרס נובל לפיזיקה בשנת 1986.
הרזולוציה של ממ"ס יכולה להגיע ל-1.1 ננומטר במישור האופקי ול-0.01 ננומטר בציר האנכי.
בניגוד למיקרוסקופ אלקטרוני השימוש בממ"ס אינו מחייב ואקום או טמפרטורות נמוכות.
המיקרוסקופ סורק את המשטח הנבחן בעזרת חוד (טיפ) סורק, והסריקה מתבססת על תופעת המנהור, תופעה קוונטית של מעבר אלקטרונים דרך מחסום פוטנציאל - במקרה של המיקרוסקופ, בין קצה החוד למשטח הנבדק.
זרם המנהור יהיה תלוי מחד גיסא במרחק החוד מפני השטח ומאידך גיסא בצפיפות מצבים קוונטיים פנויים על המשטח.
יכולת זו התפרסמה כאשר בשנת 1989 סידרו החוקרים במרכז מחקר של יבמ 35 אטומים של קסנון בצורת האותיות IBM על פני משטח של ניקל, ובכך ייצרו את שלט הפרסום הקטן בעולם, אשר גובהו היה 5 ננומטר בלבד.
מנהור היא תופעה קוונטית של מעבר חלקיק דרך מחסום פוטנציאל אשר האנרגיה שלו גבוהה מהאנרגיה הקינטית של החלקיק.
לא ניתן להסביר את התופעה באמצעות מכניקה קלאסית, אשר במסגרת החוקים שלה חפץ אשר נתקל במחסום אותו הוא לא יכול לעבור יוחזר מהמחסום.
במסגרת מכניקת הקוונטים, עם זאת, ניתן להסביר את התופעה עבור חלקיקים בעלי מסה קטנה במיוחד, כגון האלקטרון, אשר התנהגותם כגל משמעותית יותר, ולכן גדלה ההסתברות שיעברו דרך המחסום.
רמות האנרגיה של אלקטרונים ((ψn(z) במימד אחד בנוכחות מחסום פוטנציאל (במקרה שלנו - בין קצה החוד הסורק של המיקרוסקופ לבין פני המשטח הנסרק) מתקבלות מפתרון משוואת שרדינגר:
כאשר ħ הוא קבוע פלאנק המצומצם (שלעיתים נקרא קבוע דיראק), m הוא מסת האלקטרון ו-z הוא מיקומו על הציר.
כאשר אלקטרון בעל אנרגיה E פוגש מחסום פוטנציאל בעל אנרגיה (U(z, פונקציית הגל של האלקטרון היא פונקציה של גל מתקדם, אשר משוואתה:
בתנאי ש(E > U(z - למשל, אם האלקטרון נמצא באחד משני צדי המחסום.
אם האלקטרון נמצא בתוך המחסום, ניתן לתארו על ידי פונקציית גל קורס:
קובע את קצב קריסת הגל בתוך המחסום.
לאחר שחישבנו את פונקציית הגל של האלקטרון, ניתן לחשב את ההסתברות של הימצאות האלקטרון בכל נקודה בתוך המחסום.
כאשר נפעיל מתח בין צדי המחסום - כלומר בין החוד למשטח - יתחברו שני הקצוות של הגלים הקורסים, וכך נקבל הסתברות סופית כלשהי של הימצאות האלקטרון בצד השני של המחסום.
נניח והפעלנו על מחסום ברוחב W מתח V, כאשר קצהו אחד של המחסום נמצא ב-z=0. במקרה כזה ההסתברות של האלקטרון להימצא ב-z=W תהיה תלויה ביחס ישר לפונקציית הגל שלו בריבוע:
אנו רואים כי ההסתברות, ובהתאם אליה זרם המנהור, תלויים ברוחב המחסום, כך שעם הקטנת הרוחב - במקרה של המיקרוסקופ המרווח שבין החוד הסורק למשטח - יגדל הזרם בצורה אקספוננציאלית.
כאשר המתח V קטן יחסית, רק אלקטרונים הקרובים לאנרגיית פרמי, (כלומר למצב הקוונטי המאוכלס האחרון בטמפרטורה 0 מעלות קלווין) ישתתפו במנהור, לכן זרם המנהור תלוי מצד אחד בצפיפות האלקטרונים בטווח אנרגיית eV מאנרגיית פרמי בצידו האחד של המחסום, ומצד שני בצפיפות מצבים קוונטיים פנויים מצידו השני.
כדי לקבל תמונה במיקרוסקופ מנהור סורק, מקרבים את החוד הסורק למרחק של 4 עד 7 אנגסטרם מהשטח הנסרק.
החוד נשלט על ידי מערכת הנעה פיאזואלקטרית, וכאשר נוצר זרם המנהור, הוא יכול לנוע במישור ה-xy או לשנות את גובהו.
הסריקה יכולה להתבצע בשני אופנים - תוך שמירת הגובה או תוך שמירת הזרם.
במצב הזרם הקבוע, גובה החוד משתנה בהתאם למתח המופעל על מערכת השליטה הפיאזואלקטרית.
שינוי הגובה של החוד מאפשר לדמות את תצורת פני השטח של הדגם, והקונטרסט על התמונה יצביע על השינויים בצפיפות מטען על פני השטח.
במצב הגובה הקבוע, המתח על החוד וגובהו נשארים קבועים, והזרם משתנה כך שהמתח יישאר קבוע.
התמונה המתקבלת מושפעת משינויי זרם, אשר קשורים לצפיפות מטען על פני השטח, וכך ניתן להבחין בין אטומים מסוגים שונים או בין מצבים אנרגטיים שונים של האטומים.
מצב זה מאפשר סריקה מהירה יותר, כיוון שהמערכת צריכה פחות זמן כדי לאתר שינוי בזרם מאשר כדי לכוון את הגובה בהתאם למתח.
הרכיבים של מיקרוסקופ מנהור סורק כוללים, בין היתר, חוד הסריקה, מערכת שליטה פיאזואלקטרית, מערכת בולמת תנודה, ומחשב.
החוד הסורק חייב להיות חד ביותר, כיוון שכושר ההפרדה של המיקרוסקופ תלוי ברדיוס העקמומיות של החוד.
בנוסף לכך, אם החוד מסתיים בשני קצוות ולא באטום בודד, הקצה השני עלול להשתתף במנהור ולשנות את התמונה המתקבלת.
בזמן האחרון משתמשים בננו-צינוריות פחמן כדי לייצר את קצוות החודים.
החוד עצמו עשוי בדרך כלל טונגסטן או פלטינה-אירידיום.
למערכת בולמת תנודה תפקיד חשוב ביותר, היות שזרם המנהור רגיש מאוד למרחק החוד מהדוגמה.
במיקרוסקופ הראשון, שבנו ביניג ורורר, הם השתמשו בריחוף מגנטי; היום, משתמשים בדרך כלל במערכת קפיצים.
המיקרוסקופ עצמו מונח על טבעות מתכת המופרדות ביניהן על ידי שכבות ויטון (חומר סינתטי דמוי גומי), כדי למנוע זעזועים מכניים של המערכת.
בנוסף לכך, המכשיר כולל מנגנונים להקטנת זרמי פוקו (זרמים הנוצרים במוליך כתוצאה משדה מגנטי משתנה שפועל עליו), אשר נוצרים במשטח כתוצאה מתזוזת החוד על פניו.
תזוזת החוד יחסית לדגם, סריקה קווית של הדוגמה וקבלת הנתונים נשלטים על ידי המחשב.
בנוסף, בעזרת המחשב ניתן לשפר את איכות התמונה ולבצע מדידות כמותיות.
בנוסף לשימושו ככלי תצפית, הממ"ס משמש לעיצוב פני השטח בקנה מידה אטומי, גם בגלל הרזולוציה הגבוהה שלו וגם בגלל האפשרות של צפייה מיידית במבנה המתקבל.
חוקרי יבמ פיתחו שיטה של מיקום מדויק של אטומי קסנון על גבי מצע ניקל.
בשיטה זו, הזזת האטומים נעשית על ידי קירוב החוד לאטום מסוים להגדלת זרם מנהור, גרירה של האטום במהירות של כ-4 אנגסטרם לשנייה והרמה מהירה של החוד כאשר האטום נמצא במקום הרצוי.
לאחרונה גילו חוקרים כי בעזרת ממ"ס ניתן לסובב קשרים בודדים במולקולות.
היות שההתנגדות של המולקולה תלויה בכיוון הקשר, הדבר מאפשר להפוך את המולקולה למפסק.
מיקרוסקופיית שדה אפל (dark-field microscopy) היא שיטת מיקרוסקופיה בה האור הנכנס לתוך המיקרוסקופ הוא האור המפוזר מהדגם, ולא האור המוחזר או העובר, כך שהרקע שמסביב לדגם נראה חשוך.
השימוש בשיטה זו הוא בעיקר במיקרוסקופים אופטיים, אולם ניתן ליישמה גם במיקרוסקופ אלקטרונים חודר (TEM).
מיקרוסקופ מעביר – ברוב המיקרוסקופים האופטיים, הדגם מואר מצידו האחד כך שחלק מהאור מתפזר, חלקו נבלע וחלקו עובר דרך הדגם אל צידו השני, ומשם לתוך עדשת האובייקטיב.
מיקרוסקופ מחזיר – כידוע על פי חוקי ההחזרה של האור, זווית הפגיעה שווה לזווית ההחזרה.
על-פי עיקרון זה, אם האור המאיר את הדגם הנמדד מגיע מתוך עדשת האובייקטיב - רובו יוחזר בחזרה לתוך העדשה, למעט חלק מהאור שהתפזר או נבלע בדגם.
המגבלה של מיקרוסקופיית שדה בהיר
בשני סוגי המיקרוסקופים המתוארים לעיל, עבור דגמים קטנים, רוב האור (מהרקע) יגיע אל האובייקטיב, ואילו חלק קטן מהאור (מהדגם) יתפזר/יבלע כך שבאזור בו נמצא הדגם התמונה אמורה להיות חשוכה יותר.
בחלק הימני של איור 2 ניתן לראות בשחור ולבן את החלקיק כפי שהיה נראה במיקרוסקופ שדה בהיר לולא הייתה פונקציית ההרחבה, ואילו בצהוב ניתן לראות את התמונה המתקבלת בפועל במיקרוסקופ, כאשר במקרה זה לא נוכל לראות את החלקיק כלל.
בנוסף, קשה מאוד לראות דגמים שלהם ניגודיות נמוכה, מכיוון שהם יראו בהירים על רקע בהיר.
בעזרת שדה אפל, דגמים אלו יראו בהירים על רקע כהה .
על-מנת לפתור את הבעיה, ניתן להשתמש במיקרוסוקופיית שדה אפל.
בשיטה זו האור המאיר את הדגם מגיע בזווית כך שאינו נכנס לתוך האובייקטיב, גם במקרה של מיקרוסקופ מחזיר וגם במקרה של מיקרוסקופ מעביר.
האור היחידי שיכנס אל תוך האובייקטיב הוא חלק מהאור המפוזר מהדגם, כך שבתמונה המתקבלת הרקע הוא חשוך לגמרי ורק באזור שבו נמצא הדגם נראה אור.
גם בשיטה זו אי-אפשר לעבור את גבול הרזולוציה, אבל ניתן לראות בקלות חלקיקים קטנים שעוצמת האור המתפזרת מהם היא קטנה מאוד.
בחלק השמאלי של איור 2 ניתן לראות בשחור ולבן כיצד חלקיק הקטן מגבול הרזולוציה היה נראה ללא ההרחבה, ובצהוב כיצד יראה בעקבות פונקציית ההרחבה, במיקרוסקופ שדה אפל.
בתמונה 2 ניתן לראות צילום של כדוריות בקוטר 80 ננומטר במיקרוסקופ שדה אפל ובמיקרוסקופ שדה בהיר.
השימוש במיקרוסקופיית שדה אפל נפוץ בתחומי מחקר ותעשייה שונים:
ביולוגיה וביופיזיקה – פעמים רבות מסמנים מולקולות DNA או RNA, חלבונים או אזורים שונים בתא בעזרת כדוריות מתכתיות בקוטר של כמה עשרות ננו-מטרים.
בעזרת מיקרוסקופ שדה בהיר, אין שום דרך להבחין בכדוריות אלו, אולם במיקרוסקופיית שדה אפל ניתן לראות אותן בקלות .
רפואה – למרכיבי דם שונים יש ניגודיות נמוכה, כך שקשה לראותם במיקרוסקופ שדה בהיר, אבל ניתן להבחין בהם בקלות במיקרוסקופ שדה אפל.
מיקרואלקטרוניקה – כאשר מסתכלים על מעגל משולב בעזרת מיקרוסקופ שדה אפל, ניתן להבחין בפרטים שאין אפשרות להבחין בהם באמצעות מיקרוסקופ שדה בהיר.
על מנת ליצור את הארת השדה האפל, צריך לדאוג לאלומת אור טבעתית, כך שמרכזה חשוך , ויש מספר דרכים לעשות זאת:
מיקרוסקופ מחזיר – ישנן שתי דרכים עיקריות ליצור הארת שדה אפל במיקרוסקופ מחזיר.
הדרך הראשונה היא לשים דיסקה החוסמת את מרכז אלומת האור , בהמשך האור מוסט לכיוון עדשת האובייקטיב בעזרת מראה חצי מחזירה או מפצל קרן.
בדרך השנייה, האור מוסט לתוך האובייקטיב בעזרת מראה טבעתית .
בשתי האפשרויות האור המגיע לתוך עדשת האובייקטיב מתמקד כך שצורת אלומת האור הנוצרת היא מעין חרוט חלול שקודקודו פוגע בדוגמה עליה מסתכלים.
בגלל המבנה המיוחד של עדשות אובייקטיב מסוג זה , האור נאסף מהדוגמה רק אל מרכז העדשה ולכן השטח האפקטיבי של העדשה קטן יותר.
מסיבה זאת המִפְתָח הנומרי (numerical aperture, NA) של האובייקטיב יהיה קטן בהשוואה לאובייקטיב שדה בהיר.
מיקרוסקופ מעביר – מכיוון שבמיקרוסקופ מעביר אלומת האור לא מגיעה מתוך האובייקטיב, אין צורך באובייקטיב מיוחד.
את הארת השדה האפל יוצרים בעזרת דיסקה שחוסמת את מרכז אלומת האור.
גם במקרה זה צורת אלומת האור הנוצרת היא חרוט חלול, כאשר הדוגמה עליה מסתכלים ממוקמת בקודקוד החרוט.
זווית הראש של החרוט צריכה להיות כך שלא ייכנס אור מהאלומה לתוך האובייקטיב .
סיב אופטי משמר קיטוב (סיב Panda).
משמאל, כפי שצולם במיקרוסקופ שדה אפל, ניתן להבחין בשני עיגולים שעשויים מסוג שונה של זכוכית.
מימין, כפי שצולם במיקרוסקופ שדה בהיר, לא ניתן להבחין בעיגולים הללו מכיוון שהניגודיות נמוכה.כדוריות זהב בקוטר 80 ננו-מטר.
משמאל תמונה ממיקרוסקופ שדה אפל, בה ניתן להבחין בכדוריות בקלות, לעומת זאת מימין, תמונה ממיקרוסקופ שדה בהיר בה לא ניתן להבחין כלל בכדוריות.מימין: הארת שדה בהיר.
ניתן לראות את טבעת האור שמהווה למעשה חתך של החרוט החלול.אובייקטיב שדה אפל.
האור המתפזר מהדגם נאסף דרך מרכז העדשה.
ניתן לראות את האזור בשולי האובייקטיב דרכו עוברת הארת השדה האפל.
אברהם גולדין, הארה בשדה אפל לכל דיכפין, העלון למורי הביולוגיה, חוברת ג', אייר התשמ"ח 1988, 113.
מיקרוסקופיה קונפוקלית היא טכניקה לדימות אופטי המאפשרת לצפות בחתכים אופקיים דקים ביותר, בעובי קרוב לאורך גל האור הנראה (מאות ננומטרים), של עצמים קטנים, תוך הגברת הניגודיות (קונטרסט) והרזולוציה של התמונה המתקבלת.
באמצעות טכניקה זו ניתן גם ליצור הדמיה תלת־ממדית של העצם.
השיטה מתבססת על מיקרוסקופ אופטי בעל חריר זעיר (pinhole) המאפשר רק לאור שמגיע מנקודה מוגדרת בעצם (ממישור פוקאלי צר), להגיע לגלאי האור.
באמצעות סריקה של מישור שלם, מתקבל חתך אופקי דק של הדוגמה הנבחנת תחת המיקרוסקופ.
השיטה, שהומצאה על ידי מרוין מינסקי ב-1957, נמצאת בשימוש נרחב במחקר ביולוגי על ידי סימון דגימות בסמנים פלורצנטיים, וכן בבדיקת רכיבים אלקטרוניים זעירים כגון מוליכים למחצה.
במיקרוסקופ רגיל, כל האור שעובר דרך הדוגמה נאסף דרך עדשה אל הגלאי.
החסרון בשיטה זו הוא שגם אור שהוחזר דרך עצם מחוץ למישור המוקד יגיע לעינית, ובצורה לא ממוקדת.
מסיבה זו, התמונה שנוצרת מטושטשת מעט.
במיקרוסקופ קונפוקלי לעומת זאת, הדגימה נסרקת פיקסל אחר פיקסל: מקור האור (קרן לייזר אחת או מספר קרני לייזר באורכי גל ידועים) ממוקד באמצעות עדשה כך שיואר רק נפח קטן מאוד מהדוגמה, אשר מהווה פיקסל בודד בתמונה שתתקבל.
בדגימות ביולוגיות אור זה מעורר סמנים פלאורוסנטיים באובייקט הפולטים אור באורך גל שונה מזה הנכנס.
האור שמוחזר מהדוגמה נאסף על ידי עדשת האובייקטיב, מועבר דרך מראה דיכרואית (המעביר את קרן הלייזר המקורית ומחזיר אור באורכי גל אחרים) אל עבר גלאי.
חריר קטן שמוצב לפני הגלאי מאפשר רק לאור שהוחזר ממישור צר באובייקט המישור הפוקאלי.
הקרן העוברת בחריר נקלטת במכפילור ומתורגמת לאות דיגיטלי המייצג פיקסל בודד.
כדי לקבל חתך אופקי של הדוגמה, מתבצעת סריקה של מישור שלם באמצעות מראות המבוקרות על ידי מחשב, ומאפשרת לקבל תמונה באיכות ובניגודיות גבוהה.
בניגוד למיקרוסקופ רגיל, אי אפשר לראות את הדגימה בעינית, אלא רק על מסך מחשב אשר מרכיב את כל הסריקות לכדי תמונה אחת.
ככל שמשך הסריקה ארוך יותר, כך עולה איכות התמונה.
כדי ליצור הדמיה תלת־ממדית של העצם, המיקרוסקופ סורק בזה אחר זה מישורים בעומקים שונים.
תוכנת מחשב מרכיבה מאוסף המישורים תמונה תלת־ממדית המאפשרת לבחון את העצם בכל חתך נבחר.
קיימים שלושה סוגים עיקריים של מיקרוסקופים קונפוקליים:
מיקרוסקופ קונפוקלי בסריקת לייזר - שימושי במיוחד בדגימות פלורצנטיות, כיוון שאור מונוכרומטי מביא לפלואורסצנציה מדויקת יותר ואלומה ממוקדת יותר.
במיקרוסקופ אור רגיל, הרזולוציה של התמונה מוגבלת בשל תבנית העקיפה של האור המוחזר מהדגימה.
גודלה של תבנית זו תלויה באורך הגל של האור ובמפתח הנומרי (numerical aperture) של העדשה.
אולם, במיקרוסקופ סריקת לייזר קונפוקלי, מכיוון שהדגימה נסרקת פיקסל אחר פיקסל שמיקומם ידוע, אפשר להקטין את החריר ולמדוד את עוצמת האור שמתקבלת, למשל, רק מתבנית העקיפה מסדר ראשון.
במקרה זה, נאמר שהמיקרוסקופ מכוון ליחידת איירי אחת (airy unit).
ככל שנקטין את החריר נקבל תמונה ברזולוציה טובה יותר, אך חלק קטן והולך מעוצמת האור יגיע לגלאי.
סריקת הדגימה מביאה לתמונה ברזולוציה וניגודיות גבוהות, אך האיכות מושגת על חשבון איטיות הסריקה והחשיפה הארוכה של הדוגמה לאור.
במקרה של דגימות פלורוצנטיות, חשיפה ארוכה מביאה לדעיכה בכמות הפלורצנציה מהדגימה.
מסיבה זו, קשה לצלם אותה דוגמה מספר רב של פעמים באותה איכות, ובפרט קשה לצלם סרט הדורש עשרות צילומים בודדים.
מיקרוסקופ קונפוקלי בעל דיסק מסתובב (דיסק ניפקוב) - מתאים לצילום סרטים או דוגמאות הדורשות חשיפה קצרה מאוד.
במיקרוסקופ זה, דיסק מחורר (דיסק ניפקוב) מוצב בין מקור האור, למשל הלייזר, לבין לדוגמה.
באמצעות סיבוב מהיר של הדיסק, הדוגמה מוארת רק לפרקי זמן קצרים ביותר.
עם זאת, איכות כל תמונה בודדת בשיטה זו נמוכה מסריקה באמצעות סריקת לייזר.
מיקרוסקופ בעל מערך מתכנת - סורק את הדגימה בכמה נקודות בו זמנית בתבנית חצי-אקראית, ומשתמש בגלאים לאור שעובר דרך החריר, כלומר ממוקד כמו במיקרוסקופ קונפוקלי רגיל, וגם לאור ששחזר מחוץ למישור המוקד כמו במיקרוסקופ אור רגיל.
מיקום מושכל של הגלאי יחד עם עיבוד של הנתונים הנאספים מהגלאים מאפשרים סריקה מהירה ואיכותית יותר.
התעשייה והמחקר הביולוגיים עושים שימוש נרחב במיקרוסקופיה קונפוקלית, וכיום קיים מיקרוסקופ קונפוקלי כמעט בכל האוניברסיטאות בארץ.
דגימות ביולוגיות כגון תאים או רקמות מתאימות במיוחד למיקרוסקופיה מסוג זה, כיוון שהן לעיתים קרובות שקופות למחצה, וכיוון שניתן לסמן ביו-מולקולות שונות כגון חלבונים ו-DNA, באמצעות חומרים פלורצנטיים.
המיקרוסקופ הקונפוקלי מאפשר לקבל תמונה ברזולוציה גבוהה של אותן מולקולות בתוך או בין התאים.
גם במדע החומרים נעשה שימוש במיקרוסקופיה קונפוקלית לבחינת תכונות של חומרים שונים, אך במידה פחותה יותר.
ברפואה, נעשה שימוש במיקרוסקופיה קונפוקלית בעיקר בסריקה של הקרנית.
הסריקה מאפשרת גילוי מוקדם של מחלות עיניים ובקרה לפני ואחרי ניתוחים.
מיקרופייבר הוא סיב סינתטי דק במיוחד בעובי של פחות מדנייר (denier) אחד, ממנו יוצרים חוטים ובדים דקים במיוחד.
המיקרופייבר עשוי לרוב מפוליאסטר, פוליאמיד (למשל, ניילון, קבלר, נומקס), או צירוף של השניים.
מיקרופייבר משמש ליצירת בדים שאינם ארוגים, בדים ארוגים ובדים סרוגים.
הצורה, הגודל והשילובים השונים של הסיבים הסינתטיים נבחרים בעבור מאפיינים ספציפיים כגון רכות, עמידות, ספיגה, דחיית מים, אלקטרודינמיקה ויכולות סינון.
מיקרופייבר נפוץ בתעשיית הביגוד, ריפודים, מסננים תעשייתיים ומוצרי ניקיון.
מיקרופייבר הוא סיב המכיל פחות מדנייר אחד לכל נימה (דנייר הוא מדד של צפיפות ליניארית המשמש בדרך כלל כדי לתאר את גודלו של סיב או חוט.
9000 מטרים של סיב עם דנייר אחד, שוקלים גרם אחד).
הסיבים משולבים כדי לייצר חוטים.
חוטים נסרגים או נארגים במגוון של מבנים (שתי וערב, צמות וכו.) על מנת ליצור בדים מסוגים שונים.
בעוד מיקרופייברים רבים עשויים פוליאסטר, הם יכולים גם להיות מורכבים מפוליאמיד או פולימרים אחרים.
הפקה של סיבים אולטרה דקים (פחות מ 0.7 דנייר) מתוארכת לסוף שנות ה-50. יחד עם זאת העובי הלא רציף ואורכי הסיב הקצרים והאקראיים התאימו למעט מאוד יישומים.
ניסויים ומחקרים לייצר סיבים אולטרה דקים בעלי עובי נימה רציף נעשו באופן אינטנסיבי לאחר מכן כאשר המבטיחים ביותר ביניהם נוהלו ביפן במהלך 1960 על ידי ד"ר מיושי אוקמוטו (Dr.
התגליות של אוקמוטו, יחד עם אלה של ד"ר טויוהיקו היקוטה (Toyohiko Hikota) הולידו יישומים תעשייתיים רבים.
בין אלה היה האולטרה זמש, אחד המיקרופייברים הסינתטיים הראשונים שהוגדרו כהצלחה, אשר מצא את דרכו לשוק בשנות ה -1970.
החל מרגע זה החל השימוש במיקרופייבר בתעשיית הטקסטיל להיות נפוץ יותר ויותר.
מיקרופייברים פורסמו לראשונה בשוודיה בתחילת 1990 וראו הצלחה כמוצר באירופה במהלך העשור.
בשנת 2007, הייתה ראברמייד (Rubbermaid) החברה הגדולה הראשונה שהחלה בפס ייצור מוצרי מיקרופייבר עבור השוק האמריקאי.
לבוש המיקרופייבר משמש לעיתים קרובות כלבוש ספורטיבי כמו בגופיות לרכיבה על אופניים, בשל יכולת ספיגת הלחות (זיעה) מהגוף תוך שמירה על הלובש קריר ויבש.
מיקרופייבר הוא גם גמיש מאוד, מה שהופך אותו מתאים להלבשה תחתונה.
בגדי מיקרופייבר היו גם בשימוש צבאי ועל ידי סוכנויות פדרליות בארצות הברית, בשל העובדה שהם מתייבשים במהירות וגורמים לפחות גירויי עור מבגדים אחרים, אבל צבא ארצות הברית אסר על לבישת בגדים סינתטיים בשל סיכון גבוה להמסת החומר וסכנת שרפה.
מיקרופייבר משמש גם כדי ליצור חומר קשה, אך נעים למגע לשימוש בבגדים באופן כללי כגון חצאיות וז'קטים.
מיקרופייבר משמש גם כחומר דמוי זמש רק זול הרבה יותר, וקל יותר לתפירה ולניקוי מאשר זמש אמיתי.
חומרי מיקרופייבר כגון פרימהלופט (PrimaLoft) הם מבודדים תרמיים ומשמשים כחומר מבודד חלופי לנוצות בשמיכות פוך, שקי שינה וציוד מחנאות בשל יכולת שמירת החום הטובה שלהם גם כאשר החומר לח או רטוב.
כדורי סל ממיקרופייבר הפכו פופולריים ברחבי העולם וה-NBA הציע להשתמש בכדור מיקרופייבר בעונת 07–2006. הכדור, אשר יוצר על ידי ספולדינג, אינו מחייב תקופת הרצה בטרם השימוש כמו כדורי עור ובעל יכולת ספיגה של מים ושמנים, כלומר הזיעה של השחקנים הנוגעים בכדור נספגת טוב יותר, מה שהופך את הכדור לחלקלק פחות.
במהלך העונה, הליגה קיבלה תלונות רבות של שחקנים על כך שהכדור קופץ שונה מכדורי העור, וכי הוא גרם לחתכים על ידיהם.
ב-1 בינואר 2007, ביטלה הליגה את השימוש בכל כדורי המיקרופייבר וחזרו לכדור סל מעור.
מוצרי מיקרופייבר המשמשים לניקוי ביתי מורכבים בדרך כלל מסיבים שזורים של פוליאסטר ופוליאמיד.
מוצרי מיקרופייבר עבור חומרי ניקוי מסחריים כוללים גם מוצרים רבים המורכבים ממיקרופייבר העשוי מ 100% פוליאסטר.
בדים העשויים ממיקרופייבר רכים במיוחד ושומרים על צורתם היטב.
מיקרופייבר באיכות גבוהה המטופל בתהליך סריגה נכון, יהיה מוצר ניקוי יעיל ביותר.
מוצר זה יכול להכיל עד שמונה פעמים את משקלו במים.
למוצרי מיקרופייבר יש יכולת יוצאת דופן לספוג שמנים, והם לא גסים מספיק כדי לגרד אפילו צבע מתמונות אלא אם כן הם לא נוקו מחלקיקים קשים משימוש קודם.
מנקי רכבים מקצועיים עושים שימוש נרחב במיקרופייבר בבואם להתמודד עם משימות כגון הסרת שעווה מכל שכבת הצבע, ניקוי מהיר, ניקוי פנים הרכב, ניקוי השמשות וייבושן.
בשל הסיבים הדקים שלהם, אשר לא משאירים מוך או אבק, מגבות מיקרופייבר נמצאות בשימוש על ידי חובבי ואספני מכוניות.
מיקרופייבר משמש ביישומים רבים לניקוי מקצועי, למשל סמרטוטי ומטלית רצפה ומטליות ניקוי.
אף על פי שסמרטוטי רצפה ממיקרופייבר יקרים יותר, הם עשויים להיות חסכוניים יותר בשל היותם יעילים יותר ועמידים יותר לאורך זמן.
בדים העשויים ממיקרופייבר נפוצים מאוד בתעשיית הריהוט.
ריפודים ממיקרופייבר ניחנים בתכונות של רכות, מראה יוקרתי ועמידות בפני מים מה שהופך אותם לאטרקטיבים ביותר יחד עם זאת ניקוי ספות בעלות ריפוד מיקרופייבר פשוט יותר והן שומרות על מראה חדש לאורך זמן.
בד המיקרופייבר נוטה להיות דליק ופולט גזים רעילים בעת בעירה בשל השימוש בסיבים סינתטיים כמו פוליאסטר וניילון המיוצרים מפטרוכימיקלים.
בדי מיקרופייבר אינם ברי מיחזור ואינם מתכלים.
לרוב יישומי הניקוי הם מיועדים כמוצר רב פעמי ולא לשימוש חד פעמי למעט כאשר הם משמשים לניקוי רכיבים אופטיים מדויקים בהם שימוש חוזר באותו בד ניקוי עלול לגרום לפגיעה חמורה בשל הצטברות אבק ורטיבות מניקוי קודם.
בניקוי ביתי ניתן להשתמש פעמים רבות במטליות מיקרופייבר ללא חומרי ניקוי בעוד ששימוש בבדים אחרים יחייבו זאת.
סרט מִיקְרוֹפּוֹר דביק (או בקיצור: מיקרופור מאנגלית micropore), הוא גליל של סרט דביק רפואי העשוי מנייר, ניילון, בד או סיליקון.
גליל המיקרופור עשוי נייר או בד המנוקב נקבוביות זעירות, אשר מאפשרות במידה מה שחלוף גזים בין תאי העור לסביבה החיצונית, אך עם זאת הנקבוביות הזעירות מונעות מצב של קונטמינציה (זיהום הנגרם מבחוץ), ומכאן שמו (micropore בתרגום מילולי: נקבוביות זעירות).
המיקרופור הוא אחד ממוצרי היסוד של החבישה בעזרה ראשונה והוא מצוי בכל תיק או ארון המיועד להגשת עזרה ראשונה.
יתרונותיו של המיקרופור ביחס למוצרי חבישה דביקים אחרים, מתבטאים בשני דברים: בכך שהשארת סימנים מעל גבי מקום הדבק - היא מועטת ביחס למוצרים אחרים; ובכך שהוא מונע מחנק לתאי העור ומאפשר נשימה של תאי העור גם כשהוא דבוק עליו או על תחבושת שעליו.
במיקרופור סטרילי ניתן להשתמש באופן ישיר או על גבי גאזה סטרילית על העור במקרה של פצעים קטנטנים, אך במקרים של פצעים מדממים יותר, המיקרופור משמש רק באופן עקיף ללחוץ על מקום הפצע באמצעות תחבושת; כמו כן המיקרופור משמש ככלי עזר לקבע תחבושות ורטיות למקומן באמצעות הדבקתן איתו לעור.
קיימים כמה סוגי מיקרופור: נייר, בד וניילון.
הסוג הנפוץ והזול ביותר הוא מיקרופור - נייר העשוי מכותנה טהורה.
הסוג השני הוא מיקרופור ניילון אשר חזק יותר מהנייר.
הסוג השלישי הוא מיקרופור בד שהוא החומר החזק ביותר ביחס למיקרופור הנייר והניילון.
לאחרונה יצא לאור מיקרופור סיליקון, אשר מתאים לעור רגיש.
השימוש במיקרופור, בשונה מאגד מדבק ('פלסטר'), אינו מוגבל לשטחים מצומצמים; כיוון שהוא ארוך ומגולגל בגליל, ניתן לגזור ממנו כל אורך רצוי ולהשתמש בו.
כמו כן הוא קיים בעוביים שונים לצרכים שונים החל בסנטימטר אחד וכלה ב-20 סנטימטר.
המיקרופור הומצא לראשונה בשנת 1959 על ידי חברת 3M, ומאז זכה להצלחה רבה ברחבי העולם והפך לאחד ממוצרי היסוד בחבישה.