آرم-جدید-میرداماد

صفحه اصلی

یکسان سازی مکاتبات
آشنایی با میکروسکوپ

آشنایی با میکروسکوپ

  • میکروسکوپ چیست؟

میکروسکوپ وسیله ای ست که برای رویت اجسامی که با چشم دیده نمی شوند ، کاربرد دارد. گاهی جسم با چشم دیده میشود اما جزئیات آن بدلیل کوچک بودن نمونه قابل تشخیص نیست مانند یک قطره خون که قابل مشاهده بوده اما سلول گلبول قرمز موجود درون آن با چشم قابل تشخیص نیست ، اینجاست که به میکروسکوپ نیاز پیدا خواهید نمود. در واقع میکروسکوپ ابزاری ست که چیزهایی را به شما نشان میدهد که تا بحال با چشم غیر مسلح ندیده اید از اینرو همیشه شما را شگفت زده خواهد کرد.

 

  • میکروسکوپ چگونه اختراع شد؟

حدود ۵۰۰ سال قبل اولین میکروسکوپ با یک ایده و بطور تصادفی اختراع شد و آن فکر این بود که “اگر تصویر بزرگنمایی شده یک ذره بین را دوباره با عدسی دیگری بزرگنمایی کنیم حاصل آن چه خواهد شد” و اینگونه بود که اولین میکروسکوپ توسط آنتونی هوک هلندی که یک لنز ساز بود با در یک راستا قرار دادن دو عدد ذره بین (عدسی) اختراع شد.

 

  • ساده ترین نوع میکروسکوپ

میکروسکوپ های اولیه بسیار ساده بود و از یک لوله و ترکیب دو عدد عدسی (ذره بین) بوجود آمدند که عدسی پایینی که مقابل نمونه بود را شیئی و عدسی یی که مقابل چشم قرار میگرفت را عدسی چشمی نامیدند و در طی سده های قبل که تکنولوژی های متنوعی برای صیغل دادن به عدسی و کوتینگ ابداع شد ، لنز ها (عدسی ها) هم بهتر و بهتر شدند و ایرادات کج بینی و پرش نور در آنها بسیار رفع شد و هم اکنون نیز هر روز بر کیفیت عدسی میکروسکوپ های نوری اپتیکی افزوده میشود و علت اصلی گرانی و یا ارزانی یک میکروسکوپ اپتیکی را میتوان در تکنولوژی های بکار رفته در عدسی های آن جویا شد.

میکروسکوپ های نوری دارای محدودیت دقت و بزرگنمایی هستند از این رو نیاز به میکروسکوپی با بزرگنمایی بالاتر  و دقت تفکیک بیشتر باعث شد تا در سال ۱۹۳۰ اولین میکروسکوپ الکترونی جهان توسط “لیو زیلارد” فیزیک دان مجارستانی اختراع شود و روز به روز تکمیل تر شده و با ایده آن میکروسکوپ های دیگری مانند میکروسکوپ صوتی نیز اختراع شوند.

همچنان میکروسکوپ های اپتیکی امروزی نیز با همان ساختار قدیم کار میکنند منتها ادوات دیگری بدان اضافه شده مانند منشور (در میکروسکوپ های تک چشمی و دو چشمی برای چرخش هد میکروسکوپ) ، سیستم تابش نور ( آئینه یا لامپ) ، سیستم فوکوس نور (کندانسور) و سیستم جابجا کننده لام (لامگردان) و …  همچنان میکروسکوپ های اپتیکی رایج ترین و پر مصرف ترین میکروسکوپ ها هستند که برای مشاهده نمونه های زیستی و تحقیقاتی کاربرد دارند.

 

  • انواع میکروسکوپ از لحاظ تعداد چشمی

میکروسکوپ های اپتیکی دارای سه مدل هستند.

۱- میکروسکوپ های تک چشمی

دارای یک عدسی چشمی بوده و هنگام کار بایستی با یک چشم به تصویر نگاه نمود و چشم دیگر را بایست بسته نگاه داشت که استفاده  طولانی و مستمر باعث خستگی چشم کاربر میشود.

۲- میکروسکوپ های دو چشمی

دارای دو عدد عدسی چشمی بوده و معمولا یکی از عدسی ها دارای پیچ دیوپتر (سیستم فوکوس مجزای چشمی) بوده و میتوان با هر دو چشم نمونه را ملاحظه نمود (تنظیم نمودن هر دو چشم کمی به مهارت نیاز دارد اما چشم را کمتر خسته میکند)

۳- میکروسکوپ های سه چشمی

مانند میکروسکوپ های دو چشمی بوده فقط یک شکاف یا چشمی سومی هم بروی هد میکروسکوپ افزوده شده که کار آن انتقال تصویر به دوربین میکروسکوپ میباشد. ( اگر بخواهید تصویر را علاوه بر چشم بروی کامپیوتر ملاحظه نمائید به ابزاری دیگر نیاز است که به آن دوربین میکروسکوپ میگویند و کار آن تبدیل تصویر اپتیکی به تصویر دیجیتالی و انتقال تصویر به یک کامپیوتر میباشد. )

 

  • انواع میکروسکوپ از لحاظ آشکار ساز:

بطور عمده میتوان میکروسکوپ ها را به سه نوع زیر تقسیم نمود و هر نوع خود دارای زیر دسته های دیگری میباشند.

۱- میکروسکوپ های نوری

میکروسکوپ نوری عبوری

میکروسکوپ نوری بازتابی

۲- میکروسکوپ های الکترونی

میکروسکوپ الکترونی روبشی

میکروسکوپ الکترونی عبوری

۳- میکروسکوپ‌های پرآب پویشی

میکروسکوپ نیروی جانبی

میکروسکوپ نیروی اتمی

میکروسکوپ نیروی مغناطیسی

میکروسکوپ تونلی پویشی

میکروسکوپ میدان نزدیک نوری

میکروسکوپ ولتاژ پویشی

دسته بندی های دیگری نیز میتوان برای میکروسکوپ ها قائل شد. مانند میکروسکوپ دیجیتال یا غیر دیجیتال که پر واضح است میکروسکوپ های دیجیتالی تصاویر را به یک مانیتور یا تلوزیون و یا یک کامپیوتر منتقل میکنند که میتوان از این تصاویر ، عکس یا ویدئو نیز تهیه نمود.

نوع دیگری هم میکروسکوپ های اینورت یا معکوس هستند که همانطور که از نامش پیداست نمونه در بالاترین قسمت میکروسکوپ قرار میگیرد و عدسی های شیئی از پایین به سمت بالا (نمونه) نشانه روی میکند وبیشتر در متالوژی و رویت فلزات کاربرد دارند.

 

  • بزرگنمایی

اندازه‌گیری میزان بزرگتر شدن تصویر یک جسم توسط میکروسکوپ (یا مجموعه‌ای از لنز‌ها در یک میکروسکوپ) را بزرگنمایی آن میکروسکوپ می‌گویند. به عنوان مثال، میکروسکوپ‌‌های نوری معمولاً در دبیرستان‌‌ها و دانشکده‌‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند و تقریباً بزرگنمایی برابر ۴۰۰ دارند، یعنی تصویر جسم را ۴۰۰ برابر بزرگتر از اندازه واقعی آن نشان می‌دهند.

 

  • میکروسکوپ نوری چیست؟

میکروسکوپ نوری را میکروسکوپ اپتیکی نیز مینامند. اساس کار میکروسکوپ های نوری بر اساس رویت طیف نور مرعی بوده که با چشم انسان قابل تشخیص باشد. برای رویت نمونه در میکروسکوپ های نوری یا ( اپتیکی ) کافیست نمونه در زیر عدسی شیئی قرار بگیرد و کاربر با چشم از عدسی چشمی به نمونه نگاه نماید ، در واقع تصویر با برخورد نور به نمونه و عبور نور از عدسی ها به چشم میرسد که به این ساختار که بر پایه عبور نور از عدسی استوار است میکروسکوپ نوری یا اپتیکی گفته میشود.

قابل ذکر است که عبور نور از عدسی ها تابع قوانین فیزیک بوده که منجر به پراش نور و تغییر ماهیت رنگی آن میشود. در میکروسکوپ های نوری میزان بزرگنمایی از ضرب نمودن میزان بزرگنمایی درج شده بروی عدسی چشمی و شیئی بدست می آید مثلا عدسی چشمی ۱۰X و شئی ۴X بزرگنمایی ۴۰ برابری را حاصل میکند.

اما همانطور که گفته شد عبور نور از لنز و ایجاد تصویری واضح و قابل تشخیص ، دارای محدودیت هایی ست که باعث میشود بزرگنمایی کاربردی این نوع میکروسکوپ ها از حدی فراتر نرود در عمل بزرگنمایی قابل دسترس در میکروسکوپ های نوری حداکثر ۱۸۰۰ برابر میباشد.

میکروسکوپ های بیولوژی از نوع نوری عبوری میباشند (مانند رویت یک قطره خون که بروی لام قرار داشته باشد که نور از درون لام و نمونه عبور مینماید و در عدسی چشمی قابل مشاهده باشد.)

استریو میکروسکوپ ها از نوع نوری بازتابی میباشند و برای رویت اجسامی که نور از آنها عبور نمیکند ، کاربرد دارند در واقع نوع نوری بازتابی را بایست انعکاسی نامید چون نور از بالا به سطح نمونه برخورد میکند و مانند نوری عبوری ها نیست که نور از زیر به نمونه تابیده و از آن عبور کرده و سپس به عدسی چشمی برسد. (بطور عمومی این نوع میکروسکوپها را لوپ یا بینوکولار (بینکلار) و استریو میکروسکوپ مینامند.

 

  • میکروسکوپ الکترونی چیست؟

میکروسکوپ های نوری فقط طیف کوچکی از نور (نور مرعی) را به کاربر نشان داده (پس دقت و قدرت کمتری هم دارند) و همچنین دارای محدودیت حداکثر بزرگنمایی ۱۸۰۰برابر میباشند همین محدودیت ها منجر به تولد میکروسکوپ الکترونی شد که از لحاظ ساختار با میکروسکوپ های نوری کمی متفاوت میباشد.

در میکروسکوپ های الکترونی بجای نور مرعی از تابش الکترون بر نمونه و تفسیر بازتابش الکترون برای مشاهده استفاده میشود و از آنجائیکه تابش الکترون به چشم خطرناک بوده بجای رویت مستقیم بازتابش از صفحه ای (فلورسنت) استفاده میشود که هنگام برخورد بازتابش الکترون به صفحه مذکور رنگ سفید و نقاطی که بازتابشی بدان نخورده مشکی رنگ باقی میمانند که با مشاهده این صفحه ، نمونه را مشاهده میکنیم.

 

  • تفاوت میکروسکوپ نوری و الکترونی در چیست؟

تفاوت اصلی میکروسکوپ الکترونی و نوری در سیستم تابش و بازتابش جهت ایجاد تصویر میباشد. در میکروسکوپ های نوری از نور مرئی برای تابش و باز تابش استفاده میشود که دارای محدودیت هایست  با اینحال این نوع میکروسکوپ رایج ترین و پر مصرف ترین نوع میکروسکوپ در آزمایشگاه هاست.

در میکروسکوپ الکترونی از تابش یک پرتو الکترون به نمونه استفاده میشود بدین شکل که بار منفی الکترون که از طریق قرار گیری در یک میدان مغناطیسی قوی ایجاد شده توسط یک تفنگ مخصوص به سرعت بر سطح نمونه تابیده و باز تابش (برگشت) الکترون به یک سطح حساس به الکترون که معمولا به صفحه نمایش فلورسنت معروف است برخورد میکند و ما تصویر ایجاد شده بر این سطح را مشاهده میکنیم چون ساختار داخلی میکروسکوپ الکترونی خلاء میباشد نمیتوان فرآیندهای زیستی مانند تقسیم سلولی را بطور زنده مشاهده نمود چرا که قرار گیری میکروسکوپ الکترونی خارج از خلاء باعث جذب الکترونها توسط هوا شده وعملا چیزی را مشاهده نخواهید نمود، در صورتی که براحتی میتوان در میکروسکوپ های نوری شاهد این تیپ فرآیند ها بود.

  • موارد استفاده از میکروسکوپ:
  • در آزمایشگاههای پاتوبیولوژی و طبی برای مشاهد نمونه خون و ….
  • جهت تحقیقات زیستی برای مشاهده سلول های گیاهی ، جانوری ، قارچ ها و آغازیان و شناسایی و تحقیق بروی ویروس ها
  • جهت زمین شناسی : رویت انواع کانی و فسیل و سنگ
  • مطالعه فلزات و تاثیر مواد بر آنها (متالوژی)
  • جهت امور الکترونیک: مشاهده بورد های الکترونیک و مدارات چاپی

 

  • اجزای میکروسکوپ نوری چیست؟

الف- عدسی ها و اجزای آن

بخش نوری

اجزای نوری عمدتاً مشتمل بر منبع تغذیه نور و قطعات مرتبط با آن است، از قبیل لامپ با ولتاژ ۲۰ وات، فیلتر تصحیح نور و کندانسور که کندانسور مشمل بر پنج قطعه است که نور را تصحیح کرده و بر روی نمونه یا شیء مورد بررسی متمرکز می‌کند بخش نوری شامل سه بخش اساسی است: دستگاه روشنایی، عدسی شیئی و عدسی چشمی.

۱ -دستگاه روشنایی

از سه بخش تشکیل شده‌است.

منبع نور: لامپی است که در زیر کندانسور قرار دارد و نور را از سوراخ صفحه میکروسکوپ به جسم می‌تاباند.

کندانسور: از مجموعه‌ای از عدسی‌های محدب (کوژ) یا محدب الطرفین ساخته شده که عمل آن‌ها همگرا کردن پرتوهای نوری حاصل از منبع نور و تابانیدن آن‌ها بر روی جسم است تا نور کافی برای مشاهده جسم تأمین گردد.

دیافراگم: وسیله تنظیم شدت نور میکروسکوپ است که یا میزان نوری را که منبع روشنایی به کندانسور می‌رسد، تنظیم می‌کند یا شدت نوری را که از کندانسور گذشته و به جسم می‌رسد تنظیم می‌کند.

 

۲ -عدسی شیئی

تصویری بزرگرتر از جسم، معکوس و حقیقی ایجاد می‌کند. طول عدسی‌های شیئی با یکدیگر متفاوت است. عدسی کوچک‌تر، عدسی با بزرگنمایی ضعیف‌تری است، در حالی که عدسی بزرگ‌تر، عدسی با بزرگنمایی قوی‌تر است. عدسی‌های دارای بزرگنمایی کم‌تر (مثل: x4 ،x8 ،x10 یا ۲۵ x) را عدسی ضعیف و عدسی‌های دارای بزرگنمایی بیشتر (مثل: x40 ،x60 یا x100) را عدسی قوی می‌خوانند.

۳ -عدسی چشمی

عدسی‌های چشمی اساساً از تعدادی عدسی محدب یا محدب الطرفین ساخته شده‌اند. عدسی چشمی در مجموع کار یک ذره بین را انجام می‌دهند و از تصویر ایجاد شده به وسیله عدسی شیئی، تصویری مجازی، مستقیم (معکوس نسبت به جسم اولیه) و بزرگتر درست می‌کند.

بخش مکانیکی

بخش مکانیکی شامل قسمت‌هایی است که مستقیماً در عبور و تشکیل تصویر نقش اصلی را به عهده ندارند و شامل کلیه بخش‌های نگهدارنده، حرکت دهنده و ثابت‌کننده یک میکروسکوپ است، مانند:

 

پایه: به اشکال نعلی، مدور، مکعب مستطیلی و مانند آن ساخته می‌شود. جنس پایه معموال از فوالد سنگین انتخاب می‌گردد تا در زمان مطالعات میکروسکوپی و عکس‌برداری از هر گونه لغزشی جلوگیری شود.

دسته: برای جابجایی میکروسکوپ به کار می‌رود.

صفحه میکروسکوپ: صفحه‌ای است فلزی یا کائوچویی که محل قرار دادن جسم مورد مطالعه است. نور از منفذ تعبیه شده در وسط صفحه پالتین عبور کرده و به منونه مورد مطالعه می‌رسد. روی صفحه دو گیره برای نگه داشتن الم نصب شده‌است که الم را به‌طور افقی و در جهات مختلف حرکت می‌دهند.

صفحه گردان یا متحرک: قطعه فلزی است، تقریباً به شکل مخروط ناقص که در سطح پایین آن تعدادی سوراخ تعبیه شده‌است. به هر یک از این سوراخ‌ها، یک لوله عدسی شیئی پیچ می‌شود. با چرخاندن صفحه گردان، عدسی شیئی مورد نیاز در میدان دید قرار می‌گیرد.

پیچ‌های تنظیم ماکرومتر (سریع) و میکرومتر (دقیق):شامل پیچ تنظیم سریع یا ماکرومتر و پیچ تنظیم دقیق یا میکرومتر است که بر روی دسته میکروسکوپ قرار دارند. این پیچ‌ها صفحه پالتین را در جهت بالا به پایین و بالعکس جابجا می‌کنند. با پیچ بزرگ، صفحه پالتین با سرعت بیشتری بالا و پایین برده می‌شود.

سیستم ورنیه: از دو قسمت خط‌کش مانند درست شده‌است که طول و عرض مختصاتی منونه را مشخص می‌کند و می توان با یادداشت کردن این دو عددپس از جابجاشدن منونه دوباره نقطه مورد نظر را به راحتی پیدا میشود.

لوله میکروسکوپ: استوانه‌ای است به طول تقریبی ۲۰ تا ۲۵ سانتیمتر که عدسی چشمی در بالای آن قرار دارد و از پائین به صفحه گردان متصل است.

ب) اجزای بخش نمونه (اسلاید)

استیج: بخشی که نمونه یا لام روی آن قرار میگیرد.

لام گردان: که وظیفه جابجا نمودن لام بروی استیج را بر عهده داشته و در میکروسکوپ های دانش آموزی و استریو میکروسکوپ ها بجای لام گردان دو عدد گیره وظیفه نگهداری اسلاید را بر عهده دارند.

پیچ فوکوس سریع: که باعث حرکت سریع استیج ( و نمونه روی آن ) به سمت عدسی شیئی و فوکوس سریع میباشد.

پیچ فوکوس آهسته: که باعث حرکت آهسته تر استیج به سمت عدسی شیئی و فوکوس آرام میباشد که در میکروسکوپ هایی با بزرگنمایی بیش از ۸۰۰ برابر برای حرکت ریز تر  ، مورد استفاده قرار میگیرد.

ج) منبع نور و اجزای مرتبط با آن

آئینه: جهت تابش نور بروی نمونه ( معمولا میکروسکوپ های دانش آموزی بیشتر دارای منبع نور محیطی هستند و کار تابش نور را یک آینه بر عهده دارد)

لامپ: که نمونه را روشن مینماید (برخی هالوژن و برخی نور ال ایی دی دارند)

کلید روشن/خاموش: وظیفه خاموش و روشن نمودن لامپ را دارد.

تنظیم کننده شدت نور: پیچی است که میزان شدت تابش نور را بر عهده دارد (میکروسکوپ های حرفه ای تر این بخش را دارا هستند).

دیافراگم: بخشی است که میزان پهنای نوری که بر روی نمونه میتابد را تنظیم میکند.

فیلتر رنگی: جهت تغییر رنگ نور لامپ برای تابش بر نمونه کاربرد دارد.

د) سایر اجزای موجود در برخی میکروسکوپ های دانش آموزی

کاور میکروسکوپ – روغن ایمرسیون – لام خام – لام های آماده جانوری گیاهی – نمونه های آماده پودری (نمک دریایی – فلفل و …) – تیغ برش – پنسبنابراین، جسمی که در حالت طبیعی خود ۱ میلی‌متر باشد، در تصویر میکروسکوپ ۴۰۰ میلی‌متر نمایش داده می‌شود.

تصاویر بیشتر

آخرین مطالب

راه های ارتباطی

تلفن:

۰۲۱-۵۵۹۵۱۱۰۴

آدرس:

تهران -شهرری-خیابان رازی-کوچه پور حسینی -موسسه آموزشی و فرهنگی میرداماد

شبکه های اجتماعی

© تمام حقوق برای سایت موسسه آموزشی و فرهنگی میرداماد محفوظ است

جشواره ملی دانش آموزی ابن سینا

ورود به تالار افتخارات