میکروسکوپ

ریزبین یا میکروسکوپ (از یونانی μικρόσκοπεῖν) دستگاهی برای دیدن اشیای

خیلی کوچک است که با چشم غیرمسلح دیده نمیشوند.

انواع مختلفی وجود دارد؛ در میکروسکوپ نوری یا معمولی،

نمونه در اثر تابش نور قابل دیدن میشود، درحالی که در مدل الکترونی،

از تابش الکترونها در خلاء (به جای تابش نور) برای ثبت تصویر استفاده میشود.

 

تاریخچه میکروسکوپ

در طول سده هجدهم میکروسکوپ در گروه ابزارهای سرگرمی به‌شمار می‌آمد.

اولین میکروسکوپ را 400 سال پیش رابرت هوک ساخت

وبا ان توانست قطعه ای از چوب پنبه را با دقت ببیند.

اصطلاح سلول به معنای اتاق کوچک است

و رابرت هوک برای حفره‌های چوب پنبه به کار برد.

پس از ان مدل دیگری ساخته شد که با ان توانستند

موجودات ریز درون اب را ببینند.

با پژوهش‌های بیشتر پیشرفتهای چشمگیری در شیوه ساختن عدسی شیئی بدست آمد.

به‌طوری که عدسی‌های دیگر به صورت ذره بین‌های معمولی نبودند

بلکه خطاهای موجود در آن‌ها که به کجنمایی معروف هستند،

رفع شده‌اند و آن‌ها می‌توانستند جزئیات یک شی را دقیقاً نشان دهند.

پس از آن در طی پنجاه سال، پژوهشگران بسیاری کوشیدند

تا بر کیفیت و مرغوبیت این ابزار بیفزایند.

سرانجام ارنست آبه توانست پایه دانشی میزان بزرگنمایی میکروسکوپ را تعریف کند.

بدین گونه میزان بزرگنمایی سودمند آن بین ۵۰ تا ۲۰۰۰ برابر مشخص شد.

البته می‌توان مدلهایی با بزرگنمایی بیش از ۲۰۰۰ برابر ساخت.

مثلاً توان عدسی چشمی را بیشتر کرد.

اما توان جداسازی نور ثابت است و در نتیجه حتی بزرگنمایی بیشتر نمی‌تواند

دو نقطه از یک شی را بهتر تفکیک کند.

هر چه بزرگنمایی شی افزایش یابد به میزان پیچیدگی آن افزوده می‌شود.

بزرگنمایی شئی در میکروسکوپ‌های پژوهشی نوین

معمولاً ۳X, 6X, 10X, 12X, 40X و ۱۰۰X است.

در نتیجه بزرگنمایی در این میکروسکوپ بین ۱۸ تا ۱۵۰۰ برابر است.

چون بزرگنمایی مدل نوری به علت وجود محدودیت پراش از بازه معینی فراتر نمی‌رود

برای بررسی بسیاری از پدیده‌هایی که نیاز به بزرگنمایی خیلی بیشتر دارند سودمند است.

بررسی‌های بسیاری صورت گرفت تا ابزار دقیق تری با بزرگنمایی بیشتر ساخته شود.

نتیجه این پژوهش‌ها به ساختن مدل الکترونی انجامید.

 

انواع میکروسکوپ

میکروسکوپ یکی از مهمترین ابزار‌های علم زیست شناسی و پزشکی به شمار می‌آید.

امروزه، میکروسکوپ در زمینه پزشکی برای مطالعات سلولی

ابزاری ضروری محسوب می‌شود و انواع میکروسکوپ‌‌ها را می‌توان

بر اساس اصول فیزیکی که برای تولید تصویر استفاده می‌کنند، طبقه بندی کرد.

1-میکروسکوپ ساده :

به طور کلی میکروسکوپ ساده به عنوان اولین نوع در نظر گرفته می‌شود.

این مدل در قرن هفدهم توسط آنتونی ون لیوون هوک ایجاد شد،

وی یک عدسی محدب را با یک نگهدارنده برای نمونه‌‌ها ترکیب کرد.

این میکروسکوپ با بزرگنمایی بین ۲۰۰ تا ۳۰۰ بار، در اصل یک ذره بین بود.

گرچه این مدل ساده بود، اما همچنان به اندازه کافی قدرت داشت

تا اطلاعات ون لیوون هوک را در مورد نمونه‌‌های بیولوژیکی،

از جمله تفاوت اشکال بین گلبول‌‌های قرمز، ارائه دهد.

امروزه از میکروسکوپ‌‌های ساده اغلب استفاده نمی‌شود

زیرا معرفی عدسی دوم منجر به تولید میکروسکوپ مرکب شده است

که به مراتب قوی‌تر از میکروسکوپ‌‌های ساده عمل می‌کند.

2-میکروسکوپ مرکب :

با دو لنز یا دو عدسی، میکروسکوپ مرکب بزرگنمایی بهتری نسبت

به یک  نوع ساده ارائه می‌دهد.

لنز دوم تصویر حاصل از لنز اول را بزرگ می‌کند.

میکروسکوپ‌‌های مرکب  مدلهای زمینه روشن هستند،

به این معنی که زمینه نمونه توسط نور روشن می‌شود

و می‌توانند دو چش‌می‌‌یا تک چش‌می‌‌باشند.

این دستگاه‌‌ها بزرگنمایی ۱۰۰۰ برابری را ارائه می‌دهند که بزرگنمایی مناسبی است،

اگرچه وضوح تصویر در این میکروسکوپ‌‌ها نسبت به سایر میکروسکوپ‌‌های جدید پایین است.

با این وجود این بزرگنمایی زیاد، به کاربران امکان می‌دهد

تا اشیا بسیار کوچکی را که با چشم غیر مسلح دیده نمی‌شوند،

از جمله موجودات تک سلولی را از نزدیک مشاهده کنند.

نمونه‌‌ها معمولاً کوچک و دارای درج‌های از شفافیت هستند.

میکروسکوپ‌‌های مرکب نسبتاً ارزان و در عین حال مفید هستند

از آزمایشگاه‌‌های تحقیقاتی گرفته تا کلاس‌‌های زیست شناسی دبیرستان

در همه جا مورد استفاده قرار می‌گیرند.

از میکروسکوپ‌‌های مرکب به عنوان میکروسکوپ بیولوژیکی ‌می‌توان نام برد.

میکروسکوپ مرکب در آزمایشگاه‌‌ها، مدارس، تصفیه خانه‌‌های فاضلاب،

مطب‌‌های دامپزشکی و برای بافت شناسی و آسیب شناسی استفاده می‌شود.

3- میکروسکوپ نوری :

میکروسکوپ‌‌های نوری یکی از متداول‌ترین مدلهای

مورد استفاده در آزمایشگاه‌‌ها محسوب می‌شود

که از نور برای بزرگنمایی یک جسم استفاده می‌کند.

 میکروسکوپ‌‌های نوری ساده امکان مشاهده یک ارگانیسم

را به صورت همزمان با بزرگنمایی ۱۰۰ تا ۱۵۰ برابر فراهم می‌کند.

میکروسکوپ‌‌های مرکب که برای جزئیات بیشتر سلولی استفاده ‌می‌شوند،

حاوی دو نوع عدسی هستند که عملکرد آن‌‌ها برای بزرگنمایی

موجودات تک سلولی ۱۰۰۰ تا ۱۵۰۰ برابر است.

میکروسکوپ‌‌های زمینه تاریک و فاز کنتراست که به عنوان

میکروسکوپ‌‌های تخصصی‌تر محسوب می‌شوند،

نور را پراکنده می‌کنند تا نه تنها سلول‌‌های زنده،

بلکه امکان مشاهده حتی قسمت‌‌های داخلی سلول مانند میتوکندری را نیز فراهم کنند.

4-میکروسکوپ فلورسنت :

میکروسکوپ فلورسنت یا کانفوکال از نور ماورا بنفش به عنوان منبع نور خود استفاده می‌کند.

هنگا‌می‌که نور ماورا بنفش به جس‌می‌برخورد می‌کند،

الکترون‌‌های جسم را برانگیخته و نوری در رنگ‌‌های مختلف منتشر می‌‌کند

که ‌می‌تواند به شناسایی باکتری‌‌های موجود در ارگانیسم کمک کند.

میکروسکوپ‌‌های فلورسنت برخلاف مدلهای مرکب و تشریح کننده،

جسم را از طریق یک منفذ بسیار باریک کانفوکال نشان می‌دهند،

بنابراین در این نوع تصویر کاملی از نمونه نشان داده نمی‌شود.

این امر با خاموش کردن نور فلورسنت خارجی و ساختن یک تصویر

سه بعدی واضح از نمونه، وضوح تصویر را افزایش می‌دهد.

5- میکروسکوپ کانفوکال :

برخلاف مدلهای استریو و مرکب که از نور منظم برای تشکیل تصویر استفاده می‌کنند،

میکروسکوپ کانفوکال از یک نور لیزر برای اسکن نمونه‌‌های رنگ شده استفاده می‌کند.

این نمونه‌‌ها روی اسلاید‌ها تهیه شده و درج می‌شوند.

سپس، با کمک یک آینه دو رنگ، دستگاه یک تصویر بزرگنمایی را روی صفحه رایانه تولید می‌کند.

اپراتور‌ها همچنین می‌توانند با جمع آوری اسکن‌‌های متعدد،

تصاویر 3 بعدی ایجاد کنند. مانند مدلمرکب، این میکروسکوپ‌‌ها

یز از بزرگنمایی بالایی برخوردار هستند،

اما وضوح آن‌ها بسیار بهتر است. آن‌ها معمولاً در زیست شناسی

سلولی و کاربرد‌های پزشکی استفاده می‌شوند.

 

 

برای خرید میکروسکوپ برای دانش آموزان باید به چه نکاتی توجه داشت ؟

خرید میکروسکوپ می‌تواند به خاطر پردازش انبوه اطلاعاتی

که برای هر مدل ارائه می‌شود کار پیچیده و گیج کننده‌ای باشد.

مدل‌های مختلفی  در بازار وجود دارد؛

پس اگر بدون هیچ تحقیقی برای خرید اقدام کنید،

ممکن است میکروسکوپی با کیفیت پایین بخرید که

حتی برای کاری که می‌خواهید اصلا مناسب نباشد.

با این حال قبل از خرید میکروسکوپ باید به نکاتی مثل نوع و کیفیت آن توجه کنید.

1-بزرگنمایی

یکی از مهمترین نکات در خرید میکروسکوپ میزان بزرگنمایی آن است.

در ساختار میکروسکوپ از دو چیز برای بزرگنمایی استفاده می‌شود: لنز شیئی و لنز چشمی.

برای اینکه بتوانید بزرگنمایی را بهتر بفهمید باید قدرت بزرگنمایی

دو لنز شیئی و چشمی را در هم ضرب کنید.

مثلا تصور کنید قدرت بزرگنمایی لنز چشمی میکروسکوپی برابر با 4x

و قدرت بزرگنمایی لنز شیئی آن برابر با 10x باشد.

برای به دست آوردن بزرگنمایی کلی میکروسکوپ باید قدرت بزرگنمایی

دو عدسی میکروسکوپ موردنظر را در هم ضرب کنیم؛

پس در این مثال، قدرت بزرگنمایی کلی میکروسکوپ برابر با 40x است.

بیشتر میکروسکوپ‌های بیولوژی دارای 3 یا 4 عدد لنز شیئی،

معمولا با بزرگنمایی 4x ،10x ،40x و 100x هستند.

بعضی از این میکروسکوپ‌ها می‌توانند

تا 5 عدد لنز شیئی داشته باشند که البته چنین

میکروسکوپ‌هایی در آزمایشگاه‌ها و کلینیک‌ها یافت می‌شوند.

2- سر میکروسکوپ

میکروسکوپ‌های بیولوژی دارای سه مدل یک، دو و سه چشمی هستند.

به طور کلی کودکان با مدل یک چشمی احساس راحتی بیشتری می‌کنند؛

در حالی که بزرگسالان مدل‌های دو چشمی را ترجیح می‌دهند.

میکروسکوپ‌های سه چشمی به کاربر امکان می‌دهند

که از طریق چشمی سوم عکس بگیرد یا فیلم ضبط کند.

بیشتر میکروسکوپ‌های استریو دو چشمی هستند،

اما میکروسکوپ‌های استریوی سه چشمی نیز وجود دارند.

این چشمی سوم به کاربر اجازه می‌دهد تا دوربین یا وبکم را به میکروسکوپ نصب کرده،

از آن برای تدریس و تصویربرداری دیجیتال استفاده کند یا نمونه را به نمایش بگذارد.

3- فوکوس Coarse یا فوکوس Fine

نکته مهم دیگر در خرید میکروسکوپ دسته‌های تنظیم فوکوس آن هستند؛

چراکه با استفاده از آنها می‌توانید روی چیزی که می‌خواهید فوکوس کنید.

دسته کوچک متصل به میکروسکوپ به کاربر اجازه می‌دهد

تا میزان فوکوس مناسب برای خود را پیدا کند.

میکروسکوپ‌ها دارای دو نوع فوکوس Coarse و Fine هستند.

بعضی از میکروسکوپ‌ها فقط دارای فوکوس Coarse هستند،

در حالی که دیگر میکروسکوپ‌ها علاوه بر فوکوس Coarse از فوکوس Fine نیز بهره می‌برند.

فوکوس Coarse می‌تواند تصویری بزرگ و واضح را به شما ارائه کند،

در حالی که با استفاده از فوکوس Fine می‌توانید روی قسمت‌های ریزتر فوکوس کنید.

4- روشنایی

در ساختار اکثر میکروسکوپ‌ها منبع نوری وجود دارد

که از لامپ‌های فلورسنت، تنگستن یا هالوژن بهره می‌برد.

میکروسکوپ‌های دارای منبع نوری فلورسنت از قیمت بالاتری نیز برخوردارند،

با این حال کیفیت نوری آنها به نسبت میکروسکوپ‌های دارای

لامپ‌های هالوژن یا تنگستن بهتر بوده و روشن‌تر هستند.

میکروسکوپ‌های دارای لامپ ال ای دی تقریبا هم قیمت میکروسکوپ‌های

دارای چراغ‌های فلورسنت بوده و درست مثل میکروسکوپ‌های فلورسنت

در زمینه رنگ‌ها مشکلاتی دارند.

با این وجود میکروسکوپ‌های ال ای دی کم مصرف‌تر بوده

و تولید گرما نیز نمی‌کنند و همین امر آنها را برای استفاده

در میکروسکوپ‌های باتری خور مناسب می‌کند.

5- دیافراگ

دیافراگم معمولاً بالای منبع نور و درست زیر صفحه میکروسکوپ قرار دارد.

دیافراگم میزان نوری را که از طریق اسلاید عبور می‌کند،

قبل از ورود به لنز شیئی و چشمی کنترل می‌کند.

متداول‌ترین نوع دیافراگم دیسکی چرخان است که زیر صفحه میکروسکوپ قرار دارد.

این دیسک دارای سوراخ‌هایی با اندازه‌های مختلف است

که میزان نور عبوری به سمت بالا را کنترل می‌کند.

برای افزایش یا کاهش نور کافی است دیسک را چرخانده

و سوراخ‌های بزرگ‌تر یا کوچک‌تر را انتخاب کنید.

6- صفحه میکروسکوپ

صفحه میکروسکوپ، نمونه را در محل خاص خود قرار می‌دهد.

دو نوع صفحه میکروسکوپ وجود دارد.

نوع اول، صفحه‌ای است که کاربر می‌تواند برای دیدن قسمت‌های مختلف نمونه،

اسلاید را خود جابجا کند، اما در نوع دوم که صفحه مکانیکی نام دارد،

کاربر می‌تواند با استفاده از دو دسته مخصوص نمونه را روی محورهای X و Y حرکت دهد.

بیشتر میکروسکوپ‌های رده بالای بازار از صفحه‌های مکانیکی برخوردارند،

اما گاهی این نوع صفحه به طور جداگانه نیز فروخته می‌شود

تا بتوانید آنها را در میکروسکوپ‌های فاقد صفحه مکانیکی نصب کنید.

 

 

برای اطلاعات بیشتر به گوگل مراجعه نمایید.

برای تماشای دسته های بازی فکری کلیک کنید