میکروسکوپ چیست؟میکروسکوپ چگونه کار میکند؟

میکروسکوپ ابزاری است که با استفاده از آن می‌توان اجسام کوچک، حتی سلول‌ها را مشاهده کرد. تصویر یک جسم حداقل از طریق یک عدسی در میکروسکوپ بزرگ می شود. این لنز نور را به سمت چشم خم می‌کند و باعث می‌شود یک شی بزرگتر از حد واقعی مشاهده شود.

یکی از ویژگی‌هایی که میکروسکوپ را به یک ابزار محبوب در آزمایشگاه‌های زیست شناسی تبدیل کرده است،این است که می‌توان برای مشاهده یک شی در سطح سلولی از آن استفاده کرد. درواقع میکروسکوپ به زیست شناسان اجازه می‌دهد شکل سلول، هسته آن، میتوکندری و سایر اندامک ها را ببینند. در حالی که میکروسکوپ مدرن قطعات زیادی دارد، مهمترین قطعات در هر نوع میکروسکوپ لنزهای آن است. از طریق لنزهای میکروسکوپ است که می توان تصویر یک جسم را با جزئیات بزرگ و بزرگ کرد. یک میکروسکوپ نوری ساده نحوه ورود نور به چشم را با استفاده از یک عدسی محدب، تغییر می‌دهد. وقتی نور از جسمی که در زیر میکروسکوپ مشاهده می شود منعکس می‌شود و از لنز عبور می‌کند ، به سمت چشم خم می شود. همین امر باعث می شود که شی بزرگتر از آنچه که هست واقعی به نظر برسد.

مروری بر تاریخچه میکروسکوپ‌ها
در طول تاریخ میکروسکوپ، نوآوری‌ها و فن آوری‌های جدید استفاده از میکروسکوپ را آسان کرده و کیفیت تصاویر تولید شده را بهبود بخشیده است. میکروسکوپ مرکب که حداقل از دو عدسی تشکیل شده است، در سال ۱۵۹۰ توسط سازندگان هلندی، زکریا و هانس جانسن اختراع شد. یکی از قدیمی‌ترین میکروسکوپ‌ها را نیز فردی هلندی به نام آنتوان ون لیوون هوک ساخته است. میکروسکوپ‌های لیوون هوک شامل یک توپ کوچک شیشه‌ای بود که درون یک قاب فلزی قرار گرفته بود. وی به دلیل استفاده از میکروسکوپ‌های خود برای مشاهده میکروارگانیسم‌های تک سلولی آب شیرین که آن‌ها را جانوران کوچک نامید، مشهور شد.

میکروسکوپ و لنزها
اگرچه سلول‌ها اندازه‌های متفاوتی دارند، اما به طور کلی بسیار کوچک هستند. به عنوان مثال، قطر یک گلبول قرمز معمولی انسان حدود هشت میکرومتر (۰.۰۰۸ میلی متر) است. برای اینکه تصور بهتری برای شما فراهم شود، قطر سر یک سنجاق حدود یک میلی متر است، بنابراین می‌توان حدود ۱۲۵ گلبول قرمز را به صورت یک ردیف در سر یک سنجاق سر قرار داد. به استثنای چند مورد، سلول‌های منفرد با چشم غیر مسلح دیده نمی‌شوند، بنابراین دانشمندان برای مطالعه آن‌ها باید از میکروسکوپ استفاده کنند. میکروسکوپ ابزاری است به وسیله آن اشیا بسیار کوچک را می‌توان در ابعاد بزرگ‌تر مشاهده کرد. در واقع میکروسکوپ تصویری از اشیا کوچک تولید می‌کند که در آن جسم بزرگتر به نظر می‌رسد. بیشتر عکس‌های سلول‌ها با استفاده از میکروسکوپ گرفته می‌شود و می‌توان این تصاویر را میکروگراف نیز نامید.

از تعریف بالا، ممکن است به نظر برسد که میکروسکوپ فقط نوعی ذره بین است. در واقع، ذره بین‌ها‌ به عنوان میکروسکوپ شناخته می‌شوند. از آنجا که آن‌ها فقط یک عدسی دارند، به آن‌ها میکروسکوپ ساده می‌گویند. ابزارهای ساده‌تری که ما معمولاً به عنوان میکروسکوپ شناخته می‌شوند، میکروسکوپ‌ها‌ی ترکیبی نام دارند، به این معنی که آن‌ها دارای چندین لنز هستند. به دلیل نحوه چیدمان این لنزها، آن‌ها می‌توانند نور را خم کنند و تصویری با بزرگنمایی بیشتر از یک ذره بین تولید کنند.

در یک میکروسکوپ ترکیبی با دو عدسی، چیدمان لنزها نتیجه جالبی دارد: جهت گیری تصویری که مشاهده می‌کنید در ارتباط با شئی واقعی که بررسی می‌کنید تغییر می‌یابد. به عنوان مثال، اگر به کاغذ روزنامه‌ای با حرف “e” نگاه می‌کردید، تصویری که از طریق میکروسکوپ مشاهده کردید می‌تواند “ə” باشد. میکروسکوپ‌های

مرکب پیچیده‌تر ممکن است تصویری معکوس تولید نکنند، زیرا شامل یک لنز اضافی هستند که تصویر را به حالت عادی خود برگرداند.

چه چیزی میکروسکوپ اولیه را از ماشین قدرتمندی که امروزه در آزمایشگاه تحقیقاتی استفاده می‌شود جدا می‌کند؟ دو ویژگی اصلی در هر میکروسکوپ وجود دارد که از اهمیت ویژه‌ای برخوردار هستند که بزرگنمایی و وضوح تصویر در میکروسکوپ‌ها را شامل می‌شوند. در ادامه در مورد هریک از این ویژگی‌ها بحث می‌کنیم:

بزرگنمایی
بزرگنمایی اندازه‌گیری میزان بزرگتر کردن میکروسکوپ (یا مجموعه ای از لنزهای درون میکروسکوپ) برای بزرگتر شدن تصویر یک شی است. به عنوان مثال، میکروسکوپ‌ها‌ی نوری که به طور معمول در دبیرستان‌ها‌ و دانشگاه‌ها‌ استفاده می‌شوند، می‌توانند تصویری تقریباً ۴۰۰ برابر اندازه واقعی بزرگ اجسام را ایجاد ‌کنند. بنابراین، چیزی که در شرایط واقعی ۱ میلی متر عرض دارد، در تصویر میکروسکوپ به اندازه ۴۰۰ میلی متر مشاهده می‌شود.

وضوح
وضوح میکروسکوپ یا لنز کوچکترین فاصله‌ای است که می‌توان از طریق آن دو نقطه را جدا کرد و در حالی که همچنان به عنوان اجسام جداگانه قابل تشخیص باشند. هرچه این مقدار کوچکتر باشد، قدرت تفکیک میکروسکوپ بیشتر و وضوح و جزئیات تصویر بهتر خواهد بود. اگر دو سلول باکتریایی روی یک اسلاید بسیار نزدیک به هم باشند، ممکن است به صورت یک نقطه مبهم بر روی میکروسکوپی با قدرت تفکیک پایین به نظر برسند، اما می‌توان آن‌ها را با استفاده از یک میکروسکوپ با قدرت تفکیک بالا به صورت جداگانه مشاهده کرده و مورد بررسی قرار داد.

اگر تصویر واضحی از جسم بسیار ریزی را بخواهیم مشاهده کنیم، بزرگنمایی و وضوح تصویر نیز بسیار اهمیت دارد. به عنوان مثال، اگر یک میکروسکوپ از بزرگنمایی زیاد اما وضوح پایین برخوردار باشد، آنچه دریافت خواهیم کرد نسخه بزرگتر از جسم با یک تصویر تار است. انواع مختلف میکروسکوپ‌ها‌ از نظر بزرگنمایی و تفکیک متفاوت هستند. در ادامه به بررسی برخی از انواع میکروسکوپ‌های متداوال که روزانه در آزمایشگاه‌های سراسر جهان مورد استفاده قرار می‌گیرند، می‌پردازیم.