تاریخچه میکروسکوپ

کلمه «میکروسکوپ» (Microscope) از کلمه لاتین «میکروسکوپیوم» (Microscopium) بجا مانده است که از کلمات یونانی (Mikros) به معنی کوچک و  (Skopein) به معنای نگاه کردن الهام گرفته شده است.
میکروسکوپ یکی از وسایل آزمایشگاهی اصلی در آزمایشگاه گیاه شناسی، دامپزشکی، علوم زیستی و حتی مواد و متالوژی است.

مشخص نیست که چه کسی اولین بار میکروسکوپ را اختراع کرده  با این حال، برخی می گویند نخستین میکروسکوپ‌‌ها توسط «‌هانس جانسن» (Hans Janssen) و پسرش «زاخاریاس جانسن» (Zacharias Janssen) هلندی و فردی هلندی‌‌ به نام «هانس لیپرشی» (Hans Lippershey) ساخته شد‌ه‌اند.
افرادی  دیگر معتقدند میکروسکوپ 500سال پیش با ایده کاملا تصادفی توسط آنتونی هوک هلندی اخترع شده است و آن ایده اینطور بود که
اگر تصویر بزرگنمایی شده یک ذره بین را دوباره با عدسی دیگری بزرگ نمایی کنیم حاصل چه خواهد بود؟

 

 

انواع میکروسکوپ و کاربرد های آنها:

 

 

میکروسکوپ ساده


یک میکروسکوپ ساده به سادگی یک ذره بین بزرگ با فاصله کانونی کوتاهتر است که دارای یک آینه محدب با یک منطقه کانونی کوچک است. متداول ترین نمونه های این نوع دستگاه ، لنز دستی و لنز چشمی است.
وقتی ماده ای نزدیک لنز نگه داشته می شود ، تمرکز روی آن ایجاد می شود و جسم اصلی بزرگنمایی می شود. سپس ، با کنار هم قرار دادن دو لبه عدسی روی قسمتی از مواد تمرکز می کند. این یک تصویر کوچکتر و متمرکزتر از ماده نسبت به مساحت بزرگتر ایجاد می کند.

 

 

میکروسکوپ مرکب

میکروسکوپ مرکب بزرگنمایی بهتری نسبت به یک میکروسکوپ ساده ارائه می‌دهد. لنز دوم تصویر حاصل از لنز اول را بزرگ می‌کند. میکروسکوپ‌‌های مرکب میکروسکوپ‌‌های زمینه روشن هستند، به معنی اینکه  زمینه نمونه توسط نور روشن می‌شود و می‌توانند دو چشمی یا تک چشمی‌‌باشند. این دستگاه‌‌ها بزرگنمایی ۱۰۰۰ برابری را ارائه می‌دهند  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. از آنجا که 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. نمونه‌‌هایی که در زیر میکروسکوپ مرکب مشاهده می‌شوند، باید روی اسلاید میکروسکوپ با استفاده از یک پوشش مسطح تهیه شوند.

از میکروسکوپ مرکب می‌توان برای مشاهده نمونه‌‌های متنوعی استفاده کرد که برخی از آن‌‌ها شامل: سلول‌‌های خونی، سلول‌‌های پوست، سلول انگلی، باکتری، جلبک، بافت و بخش‌‌های نازک اندام‌‌ها هستند. از میکروسکوپ مرکب برای مشاهده نمونه‌‌هایی استفاده می‌شود که با چشم غیرمسلح دیده نمی‌شوند. بزرگنمایی میکروسکوپ مرکب معمولاً ۴۰x، ۱۰۰x، ۴۰۰x و گاهی اوقات ۱۰۰۰x است.

 


میکروسکوپ نوری

میکروسکوپ‌‌های نوری یکی از متداول‌ترین میکروسکوپ‌‌های مورد استفاده در آزمایشگاه‌‌ها محسوب می‌شود که از نور برای بزرگنمایی یک جسم استفاده می‌کنند.  میکروسکوپ‌‌های نوری ساده امکان مشاهده یک ارگانیسم را به صورت همزمان با بزرگنمایی ۱۰۰ تا ۱۵۰ برابر فراهم می‌کند. میکروسکوپ‌‌های زمینه تاریک و فاز کنتر هستند  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.

 


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 میکروسکوپ‌‌های مرکب و تشریح کننده، جسم را از طریق یک منفذ بسیار باریک کانفوکال نشان می‌دهند، بنابراین در این میکروسکوپ 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.

 

 

میکروسکوپ معکوس

میکروسکوپ معکوس به صورت میکروسکوپ معکوس بیولوژیکی یا میکروسکوپ معکوس متالورژی در دسترس است. میکروسکوپ‌‌های معکوس بیولوژیکی بزرگنمایی ۴۰x، ۱۰۰x و گاهی ۲۰۰x و ۴۰۰x را فراهم می‌کنند. از این میکروسکوپ‌‌های معکوس بیولوژیکی برای مشاهده نمونه‌‌های زنده موجود در پتری  استفاده می‌شود. میکروسکوپ معکوس به کاربر امکان می‌دهد پتری  نمونه را روی صفحه صاف نمونه قرار دهد، در حالی که لنز‌های شئي در زیر این صفحه قرار دارند. میکروسکوپ معکوس برای لقاح آزمایشگاهی، تصویربرداری از سلول زنده، مطالعه زیست شناسی رشد، زیست شناسی سلولی، علوم اعصاب و میکروبیولوژی استفاده می‌شود. میکروسکوپ‌‌های معکوس اغلب در تحقیقات برای تجزیه و تحلیل و مطالعه بافت‌‌ها و سلول‌‌ها و به ویژه سلول‌‌های زنده به کار گرفته می‌شوند.

 


میکروسکوپ استریو


میکروسکوپ تشریح کننده یا استریوسکوپی ، یک نمونه نوری است که به طور خاص برای تصویربرداری با بزرگنمایی کم از یک نمونه بیولوژیکی طراحی شده است. از طریق بازتاب نور از سطح نمونه عمل می کند تا اینکه از طریق محیط آن منتقل شود.

این نوع میکروسکوپ اغلب در آزمایشگاه های شیمی مورد استفاده قرار می گیرد که در آن تصاویر سه بعدی با جزئیات بیشتر مورد نیاز است. در حالی که فناوری میکروسکوپ استریو بیش از 100 سال است که وجود دارد ، آنها به تازگی در آزمایشگاه حضور دارند و می توانند تصاویر با کیفیت بالاتری را نسبت به قبل تولید کنند.

بسیاری از افراد استریوسکوپ را به سایر مدلهای میکروسکوپ ترجیح می‌دهند. زیرا بسته به نیاز افراد می تواند تصاویر با کیفیت تری را تولید کند. علاوه بر این ، این مدل ها نیاز به نگهداری کمتری دارند و ارزان هستند. کاربردهای میکروسکوپ استریو شامل الزامات میکروسکوپی کمتری مانند مشاهده مواد تولیدی ، کاربرد مدار ، کالبد شکافی و بازرسی است.

 


میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)

میکروسکوپ الکترونی روبشی یک نوع بسیار رایج است که با اسکن نمونه با پرتو پرقدرت الکترون ها ، تصاویری از یک ماده تولید می کند. الکترونهای متقابل با اتمهای داخل نمونه ، سیگنالهای متفاوتی را ایجاد می کنند که حاوی داده هایی در مورد ساختار و توپوگرافی مواد است. تصاویری که با استفاده از این ابزار میکروسکوپ تولید می شوند بسیار دقیق هستند و همچنین می توان آنها را با وضوح بالا با استفاده از چشمی یا ذره بین میکروسکوپ مشاهده کرد.

برای به دست آوردن نتایج مناسب از SEM ، نمونه باید دارای رسانایی الکتریکی باشد تا الکترونها بر روی سطح خود منفجر شوند ، بنابراین تصویری واضح ایجاد می کند. برای اینکه نمونه به اندازه کافی رسانا شود ، آنها را با لایه نازکی از فلزات مانند طلا می پوشانند. 
چندین تکنیک می تواند برای افزایش کیفیت تصویر SEM استفاده شود ، مانند: تصویربرداری فلورسانس ، اسکن چند پرتو و استفاده از بلورهای کلوئیدی.

 بهترین برنامه ها و کاربردهای میکروسکوپ الکترونی عبارت است ازاست:

  1. بازرسی نیمه هادی
  2. علم مواد
  3. علوم پزشکی
  4. تحقیقات پزشکی قانونی
  5. نمونه برداری از خاک و سنگ

 

الکترونی عبوری (TEM)


 این میکروسکوپ ها بزرگنمایی شگفت انگیزی دارند که احتمالاً 10000 برابر بیشتر از میکروسکوپ های نوری است و به محققان اجازه میدهد نمونه های استثنایی کوچک را مشاهده کنند. حتی می تواند آرایش اتم ها را در یک نمونه نشان دهد.

به دلیل پیچیدگی TEM ها ، آنها بسیار فنی و گران هستند. دانشجویان معمولاً به این نوع میکروسکوپ دسترسی ندارند زیرا آنها برای دانشمندانی هستند که کارهای سختی را در زمینه فناوری نانو ، تحقیقات پزشکی ، علوم زیستی ، تحقیقات بیولوژیکی ، تحقیقات مواد ، سنگ شناسی و متالورژی انجام می دهند.

در تصویر مقابل تفاوت کیفیت و قدرت تفکیک کیکروسکوپ عبوری و روبشی را مشاهده می کنیم:

شکلAتصویر ثبت شده با میکروسکوپ عبوری و Bروبشی می باشد.

 

آشنایی کلی  با اجزایی میکروسکوپ ها

 

 

 

سایت Gitikبا صفحه آموزش فیزیک /زیست /شیمی  و ریاضی در خدمت شما عزیزان می باشد.