В експертних дослідженнях речових доказів крім загальнонаукових методів використовуються і спеціальні, котрі, виходячи з принципу спільності, можна у свою чергу підрозділити на загальноекспертні, що використовуються в більшості класів судових експертиз і досліджень, і окремоекспертні.
Система загальноекспертних методів дослідження речових доказів включає:
- методи аналізу зображень;
- методи морфологічного аналізу;
- методи аналізу складу;
- методи аналізу структури;
- методи вивчення фізичних, хімічних і інших властивостей.
Методи аналізу зображень використовуються для дослідження традиційних криміналістичних об'єктів — слідів людини, знарядь і інструментів, транспортних засобів, а також документів, фото-, аудіо- і відеоматеріалів та ін.
Під морфологією розуміють зовнішню будову об'єкта, а також форму, розміри і взаємне розташування (топографію) утворюючих його структурних елементів (частин цілого, включень, деформацій, дефектів і т.п.) на поверхні й в об’ємі, що виникають при виготовленні, існуванні і взаємодії об'єкта.
Найбільш розповсюдженими методами морфологічного аналізу є оптична мікроскопія — сукупність методів спостереження і дослідження за допомогою оптичного мікроскопа.
Серед мікроскопічнихметодів, використовуваних при дослідженні речових доказів, виділяють метод світлого поля в прохідному світлі — використовується для дослідження прозорих об'єктів із включеннями. Пучок світла, проходячи через непоглинаючі зони препарату, дає рівномірно освітлене поле. Включення на шляху пучка частково поглинає його, частково розсіює, внаслідок чого досліджувана частка виглядає темною плямою на світлому фоні. Для спостереження прозорих об'єктів (які не поглинають світло), невидимих при методі світлого поля, використовують метод темного поля в прохідному світлі. Зображення створюється світлом, розсіяним елементами структури препарату, що відрізняється від середовища показником переломлення. У поле зору мікроскопа на темному фоні видні світлі зображення деталей. Найчастіше методи світлого і темного поля використовуються в експертному дослідженні ювелірних каменів і об'єктів біологічної природи. Мікроскопічні дослідження в прохідному світлі здійснюються за допомогою біологічних мікроскопів (типу МБІ і МБР).
Для спостереження непрозорих об'єктів застосовують метод світлого поля у відбитому світлі. Світло на об'єкт падає під кутом, і морфологія об'єкта видна внаслідок різної відбивної здатності його елементів. Використовується для вивчення широкого кола речових доказів: виробів з металів і сплавів, лакофарбових покрить, волокон, документів, слідів-відображень та ін.
Поляризаційна мікроскопія використовується для дослідження анізотропних об'єктів у поляризованому світлі (прохідному і відбитому), наприклад, мінералів, металевих шліфів, біологічних об'єктів.
Люмінесцентна (флуоресцентна) мікроскопія використовує явище люмінесценції. Об'єкт висвітлюється випромінюванням, що збуджує люмінесценцію. При цьому спостерігається контрастна кольорова картина світіння, що дозволяє виявити морфологічні і хімічні особливості об'єктів.
Ультрафіолетова й інфрачервона мікроскопія дозволяє проводити дослідження за межами видимої зони спектра. Ультрафіолетова мікроскопія (250—400 нм) застосовується для дослідження біологічних об'єктів (наприклад, сліди крові, сперми), інфрачервона (0,75—1,2 мкм) дає можливість вивчати внутрішню структуру об'єктів, непрозорих у видимому світлі (кристали, мінерали, деяке скло, сліди пострілу, залиті, заклеєні тексти).
Стереоскопічна мікроскопія дозволяє бачити предмет об'ємним за рахунок розглядання його двома очима (оптична система включає два окуляри). Більшість мікроскопів, що використовуються для вивчення речовинних доказів, є стереоскопічними. Бінокулярні стереоскопічні мікроскопи (типу МБС) застосовуються при дослідженні практично усіх видів об'єктів (сліди людини і тварин, документи, лакофарбові покриття, метали і сплави, волокна, мінерали, кулі і гільзи і т.д.) як у прохідному, так і у відбитому світлі. Як правило, вони комплектуються насадкою для фотографування (мал. 34). Такими мікроскопами в основному оснащені експертні установи.
Порівняльні мікроскопи (типу МИС, МС, МКС) мають спарену оптичну систему, що дозволяє робити одночасне дослідження двох об'єктів. Сполучене зображення виявлених ознак можна відразу ж сфотографувати за допомогою спеціальної мікрофотонасадки. Мікроскопи спеціальні криміналістичні типу МСК дозволяють спостерігати зображення не тільки за допомогою окуляра, але і на спеціальному екрані. В даний час на озброєння в експертно-криміналістичні установи беруться порівняльні мікроскопи, обладнані телекамерами і керовані персональними комп'ютерами, що дозволяють одержувати комбіноване зображення порівнюваних об'єктів на телеекрані (телевізійна мікроскопія), досліджувати об'єкти в поляризованому світлі, зі світлофільтрами, в інфрачервоних або ультрафіолетових променях. Вони дають можливість електронним шляхом змінювати масштаб, контрастність і яскравість зображення. Так у лабораторії балістики та трасологічних досліджень ДНДЕКЦ МВС України при дослідженні широкого використовується автоматизоване робоче місце “Баліст”.
Можливості морфологічних досліджень різко розширилися з появою електронної мікроскопії. Просвітчаста (просвічуюча) електронна мікроскопія заснована на розсіюванні електронів без зміни енергії при проходженні їх через речовину або матеріал. Такі прилади використовують для вивчення деталей мікроструктури об'єктів, що знаходяться за межами роздільної здатності оптичного мікроскопа (дрібніше 0,1 мкм). Він дозволяє досліджувати об'єкти — речові докази у вигляді: тонких зрізів (наприклад, волокон або лакофарбових покрить для дослідження особливостей морфології їхньої поверхні); суспензій, наприклад паливно-мастильних матеріалів. Мікроскопи просвітчастого типу мають роздільну здатність у декілька ангстрем[22].
Растрова електронна мікроскопія (РЕМ) заснована на опроміненні досліджуваного об'єкта добре сфокусованим (за допомогою спеціальної лінзової системи) електронним пучком гранично малого перетину (зонд), що забезпечує досить велику інтенсивність відповідного сигналу (вторинних електронів) від тієї ділянки об'єкта, на який попадає пучок. Різного роду сигнали представляють інформацію про особливості відповідної ділянки об'єкта. Розмір ділянки визначається перетином зонда (від 1—2 до десятків ангстрем). Щоб одержати інформацію про досить велику зону, зонд змушують оббігати (сканувати) задану площу за визначеною програмою. РЕМ, що дозволяє підвищити глибину різкості майже в 300 разів у порівнянні зі звичайним оптичним мікроскопом і досягати збільшення до 200 000 крат, широко використовується в експертній практиці для мікротрасологічних досліджень, вивчення морфологічних ознак найрізноманітніших мікрочастинок: металів, лакофарбових покрить, волосся, волокон, ґрунту, мінералів. Багато растрових електронних мікроскопів постачені так званими мікрозондами-приставками, що дозволяють проводити рентгеноспектральний аналіз елементного складу досліджуваної мікрочастинки.
Розглянемо далі методи аналізу складу, структури і властивостей речовин і матеріалів, найчастіше використовуваних у практиці.
Методи елементного аналізу використовуються для встановлення елементного складу, тобто якісного або кількісного змісту певних хімічних елементів (таблиця Менделєєва) у даній речовині або матеріалі. Коло їх досить широке, однак найбільш розповсюдженими в експертній практиці є наступні.
Емісійний спектральний аналіз — задопомогою джерела іонізації речовина проби переводиться в пароподібний стан і збуджується спектр випромінювання цієї пари. Проходячи далі через вхідну щілину спеціального приладу — спектрографа, випромінювання за допомогою призми або дифракційних ґрат (решіток) розкладається на окремі спектральні лінії, яка потім реєструються на фотопластинці або за допомогою детектора. Якісний емісійний спектральний аналіз заснований на встановленні наявності або відсутності в отриманому спектрі аналітичних ліній шуканих елементів, кількісний — на вимірі інтенсивності спектральних ліній, який пропорційні концентраціям елементів у пробі. Широко використовується для дослідження вибухових речовин, металів і сплавів, нафтопродуктів і пально-мастильних матеріалів, лаків і фарб та ін.
Лазерний мікроспектральний аналіз заснований на поглинанні речовиною сфокусованого лазерного випромінювання, завдяки високій інтенсивності якого починається випаровування речовини мішені й утворюється хмара пари — смолоскип, який служить об'єктом дослідження. За рахунок підвищення температури й інших процесів відбувається збудження й іонізація атомів смолоскипа з утворенням плазми, що є джерелом аналізованого світла. Фокусуючи лазерне випромінювання, можна робити спектральний аналіз мікрокількостей речовини, локалізованих у малих об’ємах (до 10-10 см3) і встановлювати якісний і кількісний елементний склад найрізноманітніших об'єктів практично без їхнього руйнування.
Рентгеноспектральний аналіз. Проходячи через речовину, рентгенівське випромінювання поглинається, що приводить атоми речовини в збуджений стан. Повернення до вихідного стану супроводжується спектральним рентгенівським випромінюванням. За наявністю спектральних ліній різних елементів можна визначити якісний, а за їх інтенсивністю — кількісний склад речовини. Це один з найбільш зручних методів елементного аналізу, що на якісному і часто на напівкількісному рівні є практично неруйнуючим, Лише у рідкісних випадках при дослідженні ряду об'єктів, як правило, органічної природи, можуть відбутися видозміни їхніх окремих властивостей. Використовується для дослідження широкого кола об'єктів: металів і сплавів, часток ґрунту, лакофарбових покрить, матеріалів документів, слідів пострілу, тощо.[23] (мал. 35, 36).