مطالعه‌ی میکروسکوپ و وظایف آن با شکل برچسب دار

برای درک بهتر ساختار و عملکرد میکروسکوپ، باید نگاهی به شکل برچسب دار میکروسکوپ مرکب و میکروسکوپ الکترونی بیندازیم. این شکل‌ها به وضوح عملکرد میکروسکوپ‌ها را همراه با بخش‌های مربوطه‌ی آنها توضیح می‌دهند.
کنجکاوی بشر منجر به اختراعات بزرگ شده است؛ میکروسکوپ هم یکی از آنها است. احتمالاً آن زمانی شروع شد که بشر فهمید قطعه‌ای کریستال می‌تواند تصاویر را بزرگ‌تر کند چون مرکز آن ضخیم‌تر از لبه‌ها بود. آزمایش با قطعات مختلف شیشه و کریستال شروع شد و سرانجام منجر به ظهور میکروسکوپ شد. با این که آنتون ون لیووِن هوک از هلند به پدر میکروسکوپ مشهور است اما اعتبار اولین مدل کاری میکروسکوپ متعلق به پدر و پسر هلندی به نام زاچاریاس جانسن و پسر او هانس است.
امروزه میکروسکوپ بخش الزامی از زیست شناسی شده است. با این که میکروسکوپ مرکب، عمدتاً در طول تصدی آکادمیک مورد استفاده قرار می‌گیرد اما میکروسکوپ الکترونی یک مدل پیشرفته است که در آزمایشگاه‌های پیشرفته برای انجام پژوهش‌های بسیار تکنیکی و حساس به کار می‌رود. در اینجا شکل برچسب دار میکروسکوپ برای مطالعه‌ی شما آورده شده است که به شما کمک می‌کند تمرین کنید و شناخت خود از وسیله را امتحان کنید.
انواع میکروسکوپ :
میکروسکوپ‌ها بسته به منبع نور، می‌توانند به دو گروه تقسیم شوند که عبارتند از :
میکروسکوپ‌های نوری : این میکروسکوپ‌ها از پرتوهای نور برای تصویر سازی اشیا استفاده می‌کند مثلاً میکروسکوپ‌های تشریح و میکروسکوپ‌های مرکب.
میکروسکوپ‌های الکترونی : اینها اشیا را با پرتوهای الکترونی شدیداً باردار، تصویر سازی می‌کنند مثلاً میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM). این میکروسکوپ‌ها بزرگنمایی بهتری را نسبت به میکروسکوپ‌های نوری فراهم می‌کنند.
شکل میکروسکوپ مرکب :
میکروسکوپ مرکب از نور برای تصویر سازی استفاده می‌کند. برخی میکروسکوپ‌های مرکب از نور طبیعی استفاده می‌کنند اما یک نور افکن متصل به پایه دارند. نمونه بر روی جا نمونه‌ای قرار می‌گیرد و از طریق لنزهای مختلف میکروسکوپ که قدرت بزرگنمایی متفاوتی دارند، مورد مشاهده قرار می‌گیرد.
قطعات میکروسکوپ مرکب و وظایف آن :
لوله‌ی بدنه : آن بخشی از میکروسکوپ است که عدسی چشمی را نگه می‌دارد.
بازو : بازو، لوله‌ی بدنه را به پایه متصل می‌کند. کاربر باید این قسمت را نگه دارد تا میکروسکوپ از جای خود حرکت نکند.
پایه : همان طور که از نامش پیدا است، پایین‌ترین قسمتی است که کل ساختار میکروسکوپ بر روی آن قرار می‌گیرد.
عدسی چشمی : از طریق عدسی چشمی، نمونه‌ای را که در محل جا نمونه‌ای قرار گرفته است مشاهده می‌کنیم. چشمی دارای دو یا چند عدسی است. رایج‌ترین بزرگنمایی عدسی چشمی x10 است اما می‌تواند x2 و یا x5 نیز باشد. عدسی چشمی، بخش قابل برداشتنی است که می‌توان با عدسی چشمی دیگر با بزرگنمایی متفاوت عوض کرد.
عدسی‌های شیی : میکروسکوپ مرکب استاندارد دارای دو عدسی شیی اصلی است که می‌توانند بزرگنمایی x4، x5، x10، x20، x40، x50 و x100 داشته باشند. مقادیر بزرگنمایی در کناره‌ی هر عدسی نوشته شده است. گردان‌های شیی را که هر کدام از این عدسی‌ها به آنها متصل شده‌اند می‌توان به طور دستی چرخاند تا بزرگنمایی مطلوب از عدسی به دست آید و بر روی نمونه تمرکز کرد.
جا نمونه‌ای : سکویی زیر عدسی شیی است که بر روی آن هدف و یا نمونه‌ای که می‌خواهیم مشاهده کنیم، قرار می‌گیرد. یک سوراخ در جا نمونه‌ای وجود دارد که پرتو نور از آن عبور می‌کند و نمونه‌ای را که باید دیده شود، روشن می‌سازد.
گیره‌ی جا نمونه‌ای : دو گیره‌ در هر طرف جا نمونه‌ای‌ وجود دارد. وقتی اسلاید حاوی نمونه بر روی جا نمونه‌ای قرار می‌گیرد گیره‌های جا نمونه‌ای برای نگه داشتن اسلاید در محل به کار می‌روند.
دیافراگم : بر روی سطح پایین‌تر جا نمونه‌ای قرار می‌گیرد. دیافراگم برای کنترل مقدار نوری که از طریق سوراخ جا نمونه‌ای به نمونه می‌رسد، به کار می‌رود.
نور افکن : میکروسکوپ‌های مرکب ساده، آینه‌ای دارند که می‌توان حرکت داد تا مقدار نوری که بر روی نمونه متمرکز می‌شود، تنظیم شود. اما برخی از انواع پیشرفته میکروسکوپ‌های مرکب، منبع نور مخصوص خودشان را دارند.
تنظیمات : دو دکمه‌ی تنظیم وجود دارد؛ دکمه‌ی تنظیم ریز و دکمه‌ی تنظیم درشت. دکمه‌ی تنظیم درشت به بهبود تمرکز با نور پایین کمک می‌کند اما دکمه‌ی تنظیم ریز به تنظیم تمرکز عدسی‌های با بزرگنمایی بالا کمک می‌کند.
میکروسکوپ الکترونی، به جای استفاده از نور، پرتوهای الکترونی را بر روی نمونه متمرکز می‌کند. این امر به دیدن نمونه با وضوح بسیار بالا کمک می‌کند. دوربین موجود در درون میکروسکوپ، تصاویری با جزئیات ریزتر را از نمونه می‌گیرد. این میکروسکوپ می‌تواند زوم کند و چگالی نمونه را حتی وقتی فقط 1 میکرومتر ضخامت دارد، مشاهده کند و گستره‌ی بزرگنمایی 1000 تا 250000 برابر را بر روی صفحه‌ی فلوروسنت دارد. این میکروسکوپ به نرم افزار کامپیوتری نیاز دارد تا نتایج دقیق را به دست دهد.
قطعات میکروسکوپ الکترونی و وظایف آن :
تفنگ الکترونی : تفنگ الکترونی دارای پوشش یا صفحه‌ی کاتدی و آندی است. کاتد، الکترود منفی است که الکترون‌ها بر روی آن تولید می‌شوند. این الکترون‌ها به صورت اشعه‌های کاتدی و یا پرتوهای الکترونی درون میکروسکوپ الکترونی حرکت می‌کنند. صفحه‌ی کاتد و آند بالای تفنگ الکترونی و در بخش مجزایی از عدسی‌ها قرار می‌گیرند. این بخش باید به طور دقیق در میکروسکوپ قرار گیرد تا نتایج صحیحی به دست آید.
آند : آند دومین الکترود تفنگ الکترونی است و به شکل دیسک مانند است. این دیسک دارای دهانه‌ی محوری برای عبور پرتوهای الکترونی است. ولتاژ بالا برای حرکت به سمت آند ایجاد می‌شود که الکترون‌ها را با سرعت ثابتی منتقل می‌کند.
عدسی‌های همگرا کننده : این عدسی‌ها پرتوهای الکترونی را جمع می‌کنند و مسئول کنترل پراکندگی و تمرکز پرتوها هستند. هم چنین شدت و قطر پرتو الکترونی توسط دیافراگم و یا روزنه کاهش می‌یابد و به سمت نمونه و بعد از آن، عدسی‌های شیی هدایت می‌شود. قطر پرتو را می‌توان پیچاند تا کنتراست و روشنی بهینه به دست آید.
عدسی‌های روزنه‌ای شیی : این عدسی‌ها زیر سینی نمونه قرار گرفته‌اند. طول کانونی این عدسی کوتاه است و بین 1 تا 5 میلی متر است. عدسی‌های شیی به تولید تصویر واقعی نمونه کمک می‌کنند که بعداً توسط عدسی‌های میانی و عدسی‌های پروژکتور بزرگنمایی می‌شوند. تمرکز پرتوها و وضوح فضایی آن (توانایی دیدن جزئیات نمونه) وابسته به سوراخ و یا قطر عدسی‌های شیی است.
عدسی‌های میانی : این عدسی‌ها دقیقاً اولین عدسی‌های پروژکتور هستند و بالای دومین عدسی‌های پروژکتور قرار گرفته‌اند. این بزرگنمایی بعداً با استفاده از عدسی‌های پروژکتور واقعی، بزرگ‌تر می‌شود. عدسی‌های پروژکتور تصویر را پنج برابر بزرگ‌تر می‌کنند در نتیجه نسبت و یا دامنه‌ی بزرگنمایی 5 به 1 است. ترکیب دو عدسی، زوم بیشتر تصویر را بدون نیاز به تغییر طول واقعی میکروسکوپ الکترونی ممکن می‌سازد.
صفحه‌ی فلوروسنت : صفحه‌ی فلوروسنت یک ورقه‌ی شفاف است که با ماده‌ی فسفری پوشانده شده است. پوشش بر قسمتی از ورقه که در مقابل پرتوها است، اعمال می‌شود. وقتی اشعه‌های الکترونی با این ورقه برخورد می‌کنند، موجب می‌شوند که فسفر فلورسانس کند و یا تصویر نمونه را روشن سازد. این تصویر به طور همزمان توسط دستگاه ثبت تصویر که در زیر صفحه‌‌ی فلوروسنت قرار دارد، گرفته می‌شود.
میکروسکوپ یک ابزار مهم در دنیای علم زیست شناسی است. شکل‌ها همیشه کمک بزرگی در شناخت هم جنبه‌های ساختاری و هم جنبه‌های کاربردی وسایل بوده‌اند. این شکل‌های برچسب دار میکروسکوپ و وظایف آن، تلاش برای ساده سازی میکروسکوپ دارند.