Wpis opublikowany przez Lord Nargogh
2214 wyświetleń
Parę osób dopytywało się o zdjęcia płyt CD wykonane moim niemal zabawkowym mikroskopem. Odpisałem im w komentarzach, że jest to niemożliwe - mikroskop ma zdecydowanie zbyt małe powiększenie i zdolność rozdzielczą. Tym niemniej spróbowałem to zrobić i oczywiście nic z tego nie wyszło.
Na szczęście ludzkość dysponuje całą gamą rozmaitych mikroskopów. Swego czasu opisałem STM, miałem zamiar także opisać AFM, którym zajmę się dzisiaj - ale ponieważ ten pierwszy zainteresował niewiele osób, zrezygnowałem z tej tematyki. A mikroskopów ciekawych (moim zdaniem oczywiście) jest całkiem sporo, TEM, mikroskopia bliskiego pola, AFM statyczny i dynamiczny i wiele innych.
Ale odbiegam od tematu. Wróćmy do płyt CD i AFMu. Na początek może absolutne podstawy działania tego mikroskopu:
Tak wygląda schemat Atomic Force Microscope, czyli Mikroskopu Sił Atomowych. Działa on w następujący sposób: bierzemy malutką dźwigienkę o określonej sztywności, na jej koniec dajemy ostrze (stożkowe bądź piramidalne) i bardzo powoli i delikatnie zbliżamy do powierzchni próbki. W pewnym momencie na dźwignię zaczynają działać wspomniane w nazwie mikroskopu siły atomowe, wówczas przystępujemy do 'skanowania' dźwigienką, czyli powolnego przejeżdżania nią po wybranej powierzchni próbki - a układ diod rejestruje najdrobniejsze jej ugięcia dając nam w rezultacie obraz powierzchni próbki. Może działać w różnych trybach - dynamicznym i statycznym, kontaktowym i bezkontaktowym, kontaktowym przerywanym (tapping mode). W przypadku statycznego dźwigienka po prostu przesuwa się po powierzchni próbki, a dynamicznego - jest wprawiana w drgania bliskie swojej częstotliwości rezonansowej.
Istnieje sporo wariantów AFMów, czasem zamiast sił atomowych wykorzystuje się siły magnetyczne (można sobie przeskanować dysk twardy), elektryczne, poprzeczne, często także łączony jest z innymi mikroskopami, by uzyskiwać kilka rodzajów informacji o powierzchni próbki - na przykład z mikroskopem bliskiego pola i z STMem, albo mikroRamanem.
Skan Magnetic Force Microscope (MFM) powierzchni dysku twardego. W rzeczywistości ta powierzchnia jest płaska, a te podłużne sutki które widzimy, to obraz domen magnetycznych zapisanych na nośniku. Słowem - tam nic nie ma, to tylko pole magnetyczne. Tak mniej więcej 'widzi' dysk twardy komputer.
Ale przejdźmy może do gwoździa programu, który zapewne interesuje wszystkich najbardziej - obraz powierzchni płyt CD wykonany za pomocą statycznego AFM w trybie kontaktowym:
Ta-Dam! Na koniec może jeszcze powiem, czym się różni CD od DVD i Blu-Ray. Różni się przede wszystkim długością fali lasera skanującego po powierzchni płyty. Wynika to z warunków na zdolność rozdzielczą, określonego za pomocą stosunku długości padającej fali i odległością pomiędzy obiektami które można rozpoznać jako oddzielne. Gdy skracamy długość fali, umożliwiamy bliższe położenie tych obiektów, czyli na chłopski rozum gęstszy zapis danych na płycie. CD i DVD pracują na laserach podczerwonym i czerwonym, a Blu-Ray jest w okolicach niebieskiego, stąd to 'blu' w nazwie.
PS: Mnie osobiście intryguje fakt, że technologia zapisu w zasadzie nie uległa zmianie - wciąż ta sama idea, jedynie nieco ulepszone poszczególne elementy.
That's all, folks.
EDIT: Informuję, iż z powstaniem skanu dysku twardego nie miałem nic wspólnego - jest to obrazek ze strony ntmdt. Zapomniałem o tym napisać, a fakt iż skany płyty wykonałem w laboratoriach mógł sugerować że całą resztę także 
8 komentarzy
Rekomendowane komentarze