УЛЬТРАМИКРОСКОПИЯ (от
лат. ultra, греч. mikros - маленький и skopeo - смотрю), оптич. метод наблюдения
и анализа коллоидных частиц в жидкой или газовой фазе с помощью ультрамикроскопов
(УМ). Разработан и реализован P. Зигмонди и Г. Зидентопфом (1903), создавшими
первый щелевой УМ (рис. 1). В нем исследуемая система неподвижна. Содержащая
изучаемое B-BO кювета освещается (с помощью системы источник света - конденсор
или линза -осветит. объектив) через прямоугольную щель, изображение к-рой проецируется
в зону наблюдения. В окуляр наблюдат. микроскопа видны светящиеся точки, находящиеся
в плоскости изображения щели. Выше и ниже освещенной зоны присутствие частиц
не обнаруживается.
Рис. 1. Схема щелевого
ультрамикроскопа: 1 - источник света; 2 - конденсор; 3 - оптич. щель; 4 - осветит,
объектив; 5 - кювета; 6 - наблюдат. микроскоп.
В основе У. лежит дифракция
света на коллоидных частицах, размер к-рых меньше половины длины световой волны,
в результате чего система начинает светиться. Частицы можно наблюдать в УМ как
яркие дифракц. пятна, изучать их природу, оценивать концентрацию, однако изображений
частиц микроскоп не создает. Яркость свечения, а следовательно, и видимость
частиц зависят от разности показателей преломления частицы и дисперсионной среды.
Если она велика (напр., взвесь металлич. частиц в воде), то отчетливо фиксируются
частицы размерами 2-4 нм (т. е. значительно меньше предела разрешения обычных
микроскопов). Если эта разность мала (взвесь орг. частиц в воде), то обнаруживаются
только частицы размерами не менее 20-40 нм. В лиофильных коллоидах (напр., гелях
желатины, декстрина) пов-сть частиц вследствие сольватации не обладает заметной
разницей в показателях преломления относительно дисперсионной среды (воды),
поэтому свечение в них значительно слабее.
Миним. размер обнаруживаемых
частиц зависит также от интенсивности освещения, поэтому в УМ применяют сильные
источники света (ртутные лампы высокого давления). Средний линейный размер коллоидных
частиц можно определить методом У. по ф-ле: 
, где с - массовая концентрация частиц; V - наблюдаемый объем
взвеси; h - среднее число подсчитанных в этом объеме частиц; 
- плотность частиц.
В 1950-х гг. Б. В. Дерягин
и Г. Я. Власенко разработали поточный УМ, в к-ром поток жидкого золя или аэрозоля
движется по стеклянной трубке навстречу наблюдателю. Пересекая зону освещения,
формируемую сильным источником света со щелевой диафрагмой, частицы дают яркие
вспышки, регистрируемые визуально или с помощью фотометрич. аппаратуры. Расположенный
на пути светового луча фотометрич. клин позволяет устанавливать ниж. предел
размеров регистрируемых частиц. Определяемые концентрации частиц в коллоидной
системе достигают 1010 частиц в 1 см.
В совр. поточных УМ (рис.
2) источниками света служат лазеры, а счет частиц производится фотоэлектронными
умножителями, соединенными с мини-ЭВМ. Такие приборы позволяют исследовать коллоидные
системы количественно с большой точностью, напр. строить диаграммы распределения
микрочастиц по размерам, а также используются в гидродинамич. исследованиях
(для наблюдения характера движения жидкости или газа в сложных трубопроводных
системах). В этих случаях микрочастицы стандартного размера (иногда флуоресцирующие)
специально вносят в струю жидкости либо газа, отслеживают их траектории, измеряют
скорости движения на разл. участках, после чего компьютеры обрабатывают результаты
и строят мат. модель гидродинамич. системы.
Рис. 2. Схема поточного
ультрамикроскопа-анализатора: 1 - лазерный осветитель; 2 - конденсор; 3 - коллиматор;
4 - объектив; 5 - проточная кювета; 6 -наблюдат. микроскоп; 7 - световод; 8
- фотоэлектронный умножитель; 9 -усилитель-формирователь импульсов; 10 - компьютерный
анализатор; 11 -графич. дисплей; 12 - печатающее устройство; 13 - графопостроитель.
У. применяют также для
определения коэф. диффузии дисперсных частиц в разл. средах путем наблюдения
их броуновского движения, для контроля чистоты атм. воздуха, воды, степени загрязнения
оптически прозрачных сред посторонними включениями.
Лит.: Коузов П.
А., Основы анализа дисперсного состава промышленных пылен и измельченных материалов,
3 изд., Л., 1987. См. также лит. при ст. Коллоидная химия. А.Г. Богданов.