Fysiikka 8: Aineiden tutkimusmenetelmiä

Röntgensäteily

Röntgen keksi röntgensäteet vuonna 1895. Luut, lihakset, nivelet ja sisäelimet absorboivat röntgensäteilyä eri tavoin. Röntgenkuvassa näkyy vaalea kohta silloin, kun säteily absorboituu voimakkaasti kudokseen, jolloin filmille pääsee vähän säteilyä. Luut näkyvät kuvassa vaaleina. Luun vaimennuskerroin röntgensäteilylle on suurempi kuin lihasten tai rasvan. Lihakset ja rasva näkyvät kuvassa melko tummina ja erottuvat toisistaan huonosti. Keuhkot näkyvät kuvassa tummina, koska ne sisältävät paljon ilmaa, jonka säteily läpäisee helposti, ja siten filmille pääsee paljon säteilyä.

Röntgenkuvaustekniikalla voidaan tutkia myös mm. hitsaus- ja valuvikoja sekä halkeamia laivoissa ja silloissa. Röntgensäteilyn spektristä suodatetaan pois pienienerginen säteily, jotta potilaan saama säteilyannos pienenisi. Suodatus ei vaikuta kuvan laatuun.

Mikroskoopeista

Valomikroskopia perustuu valon kulkuun näytteen (solujen) läpi. Solunäytteet värjätään, koska solun rakenne saadaan paremmin näkyviin, jos solun osat absorboivat valoa eri tavoin. Värjäyksen avulla erot saadaan paremmin näkyviin. Väriaineina käytetään usein orgaanisia yhdisteitä.

Elektronimikroskoopilla voidaan erottaa pienempiä yksityiskohtia kuin optisella mikroskoopilla, koska elektronimikroskoopilla on pienempi aallonpituus. Optisen mikroskoopin erotuskyky riippuu käytetyn valon aallonpituudesta, eikä sillä voida erottaa sitä pienempiä yksityiskohtia. Elektronimikroskoopissa kiihdytysjännite vaikuttaa elektronien nopeuteen ja siksi elektronisuihkun de Broglien aallonpituuteen, mikä on huomattavasti pienempi kuin valomikroskoopissa.

Sentrifugi

Solunäytteitä voidaan tutkia myös sentrifugin avulla. Sentrifugissa näytettä pyöritetään hyvin suurella kulmanopeudella. Sen avulla virukset saadaan eroteltua proteiineista, koska virukset ja bakteerit ovat hyvin pieniä verrattuna proteiinien muodostamiin molekyyleihin.  Ympyräliikkeessä normaalivoima pakottaa kevyet virukset ja raskaat proteiinit eri kohtaan koeputkessa ja niiden erotteleminen tulee mahdolliseksi.