'گزارشکار آزمایشگاه «میکروسکوپ»

برای مشاهده به ادامه ی مطلب مراجعه نمایید

 

 

میکروسکوپ چیست ؟

میکروسکوپ یکی از وسایل آزمایشگاهی اصلی در آزمایشگاه گیاه شناسی است . که در اینجا انواع آن را مورد بحث و بررسی قرار داده و طرز کار با میکروسکوپ نوری معمولی را به تفصیل ارائه مینمائیم.

میکروسکوپهای مختلف دارای بزرگنمائی های متفاوتی میباشند که عموماً با وجود عدسیهای گوناگون، تصویر نمونه مورد نظر چند برابر میشود . اصول کلی در تمامی انواع میکروسکوپها براساس عبور نور با طول موجهای متفاوت از چندین عــدسی محدب میباشد که هرچقدر طول موج نور بکار رفته در میکروسکوپ مزبور کوتاهتر باشد قدرت تفکیک و یا جــداکنندگی آن میکروسکوپ بیشتر است . برای مثال قدرت تفکیک چشم انسان 1/0 میلیمتر میباشد و میکروسکوپ نوری معمولی 24/0 میکرون.

در طول قرن هیجدهم میکروسکوپ در زمره وسایل تفریحی به شمار می‌آمد. با پژوهشهای بیشتر پیشرفتهای قابل توجهی در شیوه ساختن عدسی شئی حاصل شد. بطوری که عدسی‌های دیگر بصورت ذره‌ بینهای معمولی نبودند بلکه خطاهای موجود در آنها که به کجنمایی معروف هستند، دفع شده‌اند و آنها می‌توانستند جرئیات یک شی را دقیقا نشان دهند. پس از آن در طی پنجاه سال، پژوهشگران بسیاری تلاش کردند تا بر کیفیت و مرغوبیت این وسیله بیافزایند. بالاخره ارنست آبه توانست مبنای علمی میزان بزرگنمایی میکروسکوپ را تعریف کند.

بدین ترتیب میزان بزرگنمایی مفید آن بین ۵۰ تا ۲۰۰۰ برابر مشخص شد. البته می‌توان میکروسکوپ‌هایی با بزرگنمایی بیش از ۲۰۰۰ برابر ساخت. مثلاً قدرت عدسی چشمی را بیشتر کرد. اما قدرت تفکیک نور ثابت است و درنتیجه حتی بزرگنمایی بیشتر می‌تواند دو نقطه از یک شی را بهتر تفکیک کند. هر چه بزرگنمایی شی افزایش یابد به میزان پیچیدگی آن افزوده می‌شود. بزرگنمایی شی در میکروسکوپهای تحقیقاتی جدید معمولاً ۳X، ۶X، ۱۰X، ۱۲X، ۴۰X و ۱۰۰X است. در نتیجه بزرگنمایی در این میکروسکوپ بین ۱۸ تا ۱۵۰۰ برابر است. چون بزرگنمایی میکروسکوپ نوری بدلیل وجود محدودیت پراش از محدوده معینی تجاوز نمی‌کند برای بررسی بسیاری از پدیده‌هایی که احتیاج به بزرگنمایی خیلی بیشتر دارند مفید است. تحقیقات بسیاری صورت گرفت تا وسیله دقیق تری با بزرگنمایی بیشتر ساخته شود. نتیجه این پژوهشها منجر به ساختن میکروسکوپ الکترونی شد.

چگونگی تشکیل و مشاهده تصویر

نور به صورت موج سینوسی پیوسته انتشار نمی‌یابد و لیکن می‌توان تصور کرد که یک فوتون همچون یک بار ولی با سرعت 300000 کیلومتر در ثانیه حرکت می‌کند. و چون این ذرات بطور پی‌در‌پی در حال تعقیب یکدیگرند، لذا در عمل راهی جز نمایش آنها به صورت یک موج پیوسته نیست. فوتونهای نوری می‌توانند دارای طول موجهای متفاوتی باشند، رنگ نور بوسیله طول موج آن تعیین می‌شود. مخلوط نورهای مختلف موجب تحریک شبکیه چشم می‌شود که انسان احساس رنگ سفید می‌نماید.

اکثرا اشیایی که توسط میکروسکوپ مشاهده می‌شوند نسبت به نور شفاف می‌باشند و اجزای آنها تنها وقتی قابل مشاهده می‌باشند که این اجزا نسبت به زمینه دارای کنتراست (کنتراست در شدت و یا رنگ) باشند. وقتی که نور سفید به یک جسم قرمز بتابد، تمامی طول موجهای موجود در نور سفید بجز نور قرمز در آن جذب می‌شود. بنابراین یک جسم با ناحیه قرمز را در یک زمینه سفید بخاطر آنکه دارای کنتراست رنگی می‌باشد می‌توان دید.

عدسی شیئی در میکروسکوپ که یک عدسی همگرا با فاصله کانونی کوچک است، تصویر حقیقی و وارونه و بزرگتر از شیئ را تشکیل می‌دهد. برای این منظور شیئ باید بین کانون عدسی شیئی و قرار گیرد، توان عدسی شیئی بزرگتر از توان عدسی چشمی است و تصویر اول را بزرگتر می‌کند (عدسی چشمی مثل ذره بین عمل می‌کند) و تصویر حاصل از عدسی شیئی باید در فاصله کانونی عدسی چشمی باشد. از این شیئ ، تصویر مجازی نهایی تشکیل می‌شود که بزرگتر است.

پرسش به سوال ها:

1-      علت استفاده از روغن ایمرسیون چیست؟

ضریب شکست روغن(ضریب شکستی تقریبا برابر با شیشه دارد.)، همانند یک عدسی محدب عمل می کند و پرتوهای نور را همگرا کرده و تصویری واضح از نمونه ارائه می دهد.

2-      دیافراگم های میکروسکوپ معمولی کدامند و نقش آنها چیست؟

هر میکروسکوپ به طور معمول دارای دیافراگم زمینه، دیافراگم کاندنسر و دیافراگم اکولر است. دیافراگم زمینه میزان نوری را که از منبع روشنایی به کاندنسر می رسد، تنظیم می کند و معمولا در بالای منبع روشنایی قرار دارد. دیافراگم کاندنسر ، شدت نوری را که از کاندنسر گذشته و به جسم می رسد تنظیم می کند و اغلب در زیر کاندنسر قرار دارد. دیافراگم اکولر بر حسب نوع اکولرها، در داخل لوله اکولری و یا قبل از عدسی شیئی اکولر قرار دارد.

3-      انواع کندانسور را نام برده و توضیح دهید؟

وظیفه کندانسور متمرکز سازی نور بر روی نمونه می‌باشد. کندانسور در زیر Stage که محل قرار‌‌‌گیری نمونه است واقع می‌شود.
کندانسور آبه: این نوع کندانسور عموما در میکروسکوپهای معمولی بکار می‌روند. در این نوع کندانسورها دو عدسی بکار رفته است و دارای قیمت ارزان می‌باشند. این کندانسورها با عدسیهای شیئی و آکرومات CF با بزرگنمایی 4x تا 100x برای مشاهدات عمومی و کاربردهای تشخص مفید می‌باشند.

کندانسور با عدسی متحرک: این کندانسور برای فتومیکروگرافی همراه با عدسی‌های شیئی و پلن آکرومات از نوع CF مفید می‌باشند.

کندانسور آکرومات: این گروه کندانسور در مشاهدات و فتومیکروگرافی مورد استفاده قرار می‌گیرد این نوع کندانسور با عدسیهای شیئی 4x تا 100x می‌تواند بکار رود.

کندانسور آکرومات - آپلانت: این نوع کندانسور را پایه همراه با عدسی های شیئی آپوکرومات بکار برد این کندانسور ها برای فتومیکروگرافی جهت تصویرگیری از اجزا بسیار ریز بسیار مفید می باشد.

کندانسور جهت عدسیهای شیئی با توان کم ، که این نوع کندانسور معمولا در بزرگنماییهای بسیار پایین مثل عدسی شیئی با بزرگنمایی 4x تا 460x مفید هستند.

4-      ابژکتیو چیست ، عمل آن چیست؟

عدسی شیئ. عدسی هر ابژکتیو اساسا از تعدادی عدسی تشکیل شده است. عمل کلی ابژکتیو تشکیل اولین تصویر از جسم است. این تصویر بزرگتر از جسم، معکوس و حقیقی است. ابژکتیو مهمترین بخش نوری هر میکروسکوپ است. طول عدسی های شیئی با یکدیگر متفاوت است. عدسی کوچکتر ، عدسی با بزرگنمایی ضعیف تری است، در حالی که عدسی بزرگتر ، عدسی ای با بزرگنمایی قوی تر می باشد. عدسی های ابژکتیو جنس های مختلفی دارند از جمله کرون، فلینت، فلئورین و کوارتز.

5-      ابژکتیو خشک و ایمرسیون چه تفاوتی با هم دارند؟

ابژکتیو ها را به دو نوع خشک (Dry objective) و ایمرسیون (Oil immersion) نام گذاری می کنند: وقتی محیط شفاف بین جسم و ابژکتیو هوا باشد، ابژکتیو را اصطلاحا ابژکتیو خشک می نامند و اگر این فاصله به وسیله مایعی (آب ، گلیسیرین ، روغن سدر ،آلفا برمونفتل و مانند آن) پر شود، ابژکتیو را ایمرسیون می گویند.

6-      اکولر چیست؟ چه کاری انجام میدهد؟

عدسی چشمی. اکولر ها در مجموع کار یک ذره بین را انجام می دهند. اکولر از تصویر ایجاد شده به وسیله ابژکتیو ، تصویری مجازی، مستقیم (معکوس نسبت به جسم اولیه) و بزرگتر درست می کند.

7-      توان تفکیک یا قدرت تمیز میکروسکوپ چیست؟

کوچکترین فاصله قابل تشخیص بین دو نقطه واقع بر یک سطح را که به وسیله‌ی یک سیستم نوری، قابل رؤیت باشد، توان تفکیک آن سیستم گویند. هر چه مقدار عددی توان تفکیک کمتر باشد، توان تفکیک دستگاه نوری بیشتر است.

8-      چگونه میتوان قدرت تفکیک میکروسکوب را افزایش داد؟

قدرت تفکیک را حد تفکیک(resolution) یا R نیز می گویند. هر چه حد تفکیک عدسی میکروسکوپ کوچکتر باشد قدرت میکروسکوپ در دیدن اجزای سلول بیشتر خواهد بود.عوامل بسیاری از جمله طول موج تابشی در تعیین R دخالت دارند.