المحتوى
- TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم يقرأ)
- عدسة مكبرة و عدسة مكبرة
- بسيطة مقابل مجمع المجهر
- مجهر الضوء المركب
- تحذيرات
- العثور على التكبير من المجاهر
- ما وراء المجهر والمكبرة
- أهمية المجاهر
يعود استخدام مادة واضحة لتكبير الأجسام إلى تاريخ طويل ، ولكن الرسم التوضيحي الأول للعدسات للنظارات يعود إلى عام 1350 تقريبًا. النظارات المكبرة للقراءة تسبق هذا الرسم التوضيحي ، ويعود تاريخه إلى أواخر 1200 ق. على الرغم من هذه الاستخدامات المبكرة للعدسات ، فإن اكتشاف العالم المجهري للبكتيريا والطحالب والبروتوزوا انتظر حوالي 300 عام.
TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم يقرأ)
أحد الاختلافات بين العدسة المكبرة والمجهر الضوئي المركب هو أن العدسة المكبرة تستخدم عدسة واحدة لتكبير الجسم بينما يستخدم المجهر المركب عدستين أو أكثر. الفارق الآخر هو أنه يمكن استخدام النظارات المكبرة لعرض الكائنات غير الشفافة والشفافة ، لكن المجهر المركب يتطلب أن تكون العينة رقيقة بما فيه الكفاية أو شفافة بما يكفي لتمرير الضوء. أيضا ، يستخدم العدسة المكبرة الضوء المحيط ، وتستخدم المجاهر الضوئية مصدر الضوء (من مرآة أو مصباح مدمج) لإلقاء الضوء على الكائن.
عدسة مكبرة و عدسة مكبرة
تم استخدام العدسات المكبرة لعدة قرون. كانت بداية الحرائق وتصحيح الرؤية الخاطئة من أوائل استخدامات ووظائف العدسة المكبرة. بدأت الاستخدامات الموثقة للعدسات في أواخر القرن الثالث عشر بنظارات مكبرة ونظارات لمساعدة الناس على القراءة ، وبالتالي فإن ارتباط النظارات مع العلماء يعود إلى أوائل القرن الثالث عشر.
تستخدم النظارات المكبرة عدسة محدبة مثبتة في حامل. العدسات المحدبة أرق على الحواف من الوسط. مع مرور الضوء عبر العدسة ، تنحني أشعة الضوء نحو الوسط. يركز العدسة المكبرة على الكائن عندما تلتقي موجات الضوء على السطح الذي يتم عرضه.
بسيطة مقابل مجمع المجهر
المجهر البسيط يستخدم عدسة واحدة ، لذلك النظارات المكبرة مجاهر بسيطة. المجاهر مجسمة أو تشريح وعادة ما تكون المجاهر البسيطة كذلك. تستخدم المجاهر المجسمة عينين أو عدسات ، واحدة لكل عين ، للسماح لرؤية مجهرية وتوفر رؤية ثلاثية الأبعاد للكائن. قد تحتوي المجاهر المجسمة على خيارات إضاءة مختلفة أيضًا ، مما يسمح بإضاءة الكائن من أعلى أو أسفل أو كليهما. يمكن استخدام النظارات المكبرة والمجاهر المجسمة لعرض التفاصيل حول الكائنات غير المعتمة مثل الصخور أو الحشرات أو النباتات.
تستخدم المجاهر المركبة عدستين أو أكثر على التوالي لتكبير الأشياء للعرض. بشكل عام ، تتطلب المجاهر المركبة أن تكون العينة المراد عرضها رقيقة بما فيه الكفاية أو شفافة بما يكفي بحيث يمكن أن يمر الضوء. توفر هذه المجاهر تكبيرًا كبيرًا ، لكن المنظر ثنائي الأبعاد.
مجهر الضوء المركب
تستخدم المجاهر الضوئية المركبة الأكثر شيوعًا عدستين متوازنتين في أنبوب الجسم. يمر الضوء من المصباح أو المرآة عبر المكثف والعينة وكلا العدسات. يركز المكثف الضوء ويمكن أن يكون لديه قزحية يمكن استخدامها لضبط كمية الضوء التي تمر عبر العينة. تحتوي العدسة أو العين عادةً على عدسة تضخّم الكائن لتبدو أكبر عشر مرات (مكتوبة أيضًا بحجم 10x). يمكن تغيير العدسة السفلية أو الهدف عن طريق تدوير الأنف الذي يحتوي على ثلاثة أو أربعة أهداف ، ولكل منها عدسة ذات تكبير مختلف. غالبًا ما يكون لقوة العدسة الموضوعية أربع مرات (4x) و 10 مرات (10x) و 40 مرة (40x) وأحيانًا 100 مرة (100x) تكبير. تحتوي بعض المجاهر الضوئية المركبة أيضًا على عدسة مقعرة لتصحيح عدم وضوح الحواف.
تحذيرات
المجاهر الخفيفة المركبة عادة ما تكون المجاهر مشرق. تنقل هذه المجاهر الضوء من المكثف الموجود أسفل العينة ، مما يجعل العينة تبدو أغمق مقارنة بالوسط المحيط. يمكن أن تجعل شفافية العينات من الصعب عرض التفاصيل بسبب التباين المنخفض. العينات ، لذلك ، وغالبا ما تكون ملطخة لتحسين التباين.
تحتوي مجاهر Darkfield على مكثف معدل ينقل الضوء من زاوية. يوفر الضوء الزاوي تباينًا أكبر لمعرفة التفاصيل. العينة تبدو أفتح من الخلفية. تسمح المجاهر المظلمة بنظرات مظلمة أفضل للعينات الحية.
تستخدم المجاهر ذات التباين الطولي أهدافًا خاصة ومكثفًا معدلاً حتى تظهر تفاصيل العينات على النقيض من المادة المحيطة ، حتى عندما تكون العينات والمواد المحيطة متشابهة بصريًا. تعمل عدسة المكثف والعدسة الموضوعية على تضخيم الاختلافات الطفيفة في انتقال الضوء والانكسار ، مما يزيد التباين. كما هو الحال مع المجاهر مشرق الحقل ، تظهر العينة أغمق من المواد المحيطة.
العثور على التكبير من المجاهر
الفرق بين العدسات اليدوية والتكبير المجهر يأتي من عدد العدسات. مع العدسة المكبرة أو العدسة اليدوية ، يقتصر التكبير على العدسة المفردة. نظرًا لأن للعدسة طولًا بؤريًا واحدًا من العدسة إلى نقطة التركيز ، فإن التكبير ثابت. في عام 1673 ، قدم أنتوني فان ليوينهوك العالم إلى "جزيئاته" الصغيرة باستخدام مجهر بسيط أو عدسة لليدين مع تكبير يبلغ حجمه الفعلي 300 مرة (300x). على الرغم من أن Leeuwenhoek استخدم عدسة ثنائية مقعرة توفر دقة أفضل (أقل تشويها) للصورة ، فإن معظم النظارات المكبرة تستخدم عدسة محدبة.
يتطلب إيجاد التكبير في المجاهر المركبة معرفة تكبير كل عدسة تمر بها الصورة. لحسن الحظ ، يتم تمييز العدسات عادة. تحتوي مجاهر الفصول الدراسية الشائعة على عدسة تضخّم الكائن لتبدو 10 مرات (10x) أكبر من الحجم الفعلي للكائنات. يتم توصيل العدسات الموضوعية على المجاهر المركبة بالأنف الدوار بحيث يمكن للمشاهدين تغيير مستوى التكبير عن طريق تدوير الأنف إلى عدسة مختلفة.
للعثور على التكبير الكلي ، اضرب تكبير العدسات معًا. في حالة عرض كائن من خلال أقل هدف للطاقة ، سيتم تكبير الصورة 4x بواسطة العدسة الموضوعية وتكبير 10x بواسطة عدسة العدسة. وبالتالي ، سيكون التكبير الكلي 4 × 10 = 40 ، لذلك ستظهر الصورة أكبر بمقدار 40 مرة من الحجم الفعلي.
ما وراء المجهر والمكبرة
وسعت أجهزة الكمبيوتر والتصوير الرقمي بشكل كبير من قدرة العلماء على رؤية العالم المجهري.
يمكن أن يسمى المجهر متحد البؤر تقنيًا المجهر المركب لأنه يحتوي على أكثر من عدسة. تركز العدسات والمرايا الليزر لإنتاج صور لطبقات مضيئة من العينة. تمر هذه الصور عبر الثقوب حيث يتم التقاطها رقميًا. هذه الصور يمكن تخزينها ومعالجتها للتحليل.
تستخدم المجاهر الإلكترونية المسح (SEM) إضاءة الإلكترون لمسح الكائنات المطلية بالذهب. تنتج عمليات المسح هذه صورًا بالأبيض والأسود ثلاثية الأبعاد للجزء الخارجي من الكائنات. يستخدم SEM عدسة إلكتروستاتيكية واحدة وعدسات كهرومغناطيسية متعددة.
تستخدم المجاهر الإلكترونية للإرسال (TEM) أيضًا إضاءة الإلكترون بعدسة إلكتروستاتية واحدة وعدسات كهرومغناطيسية عديدة لتشكيل مسح شرائح رقيقة من خلال الكائنات. تظهر الصور بالأبيض والأسود ثنائية الأبعاد.
أهمية المجاهر
سبقت العدسات أقدم السجلات لاستخدامها في أواخر القرن الثالث عشر. طلب فضول الإنسان تقريبًا أن يلاحظ الناس قدرة العدسات على فحص الأشياء الصغيرة جدًا. افترض الباحث العربي الحازن في القرن العاشر أن الضوء سافر في خطوط مستقيمة وأن تلك الرؤية تعتمد على الضوء المنعكس من الأشياء وفي عيون المشاهدين. درس الحزن الضوء والألوان باستخدام كرات الماء.
ومع ذلك ، فإن الصورة الأولى للعدسات في النظارات (النظارات) تعود إلى حوالي عام 1350. يعود الفضل في اختراع المجهر المركب الأول إلى زكريا يانسن ووالده هانز في تسعينيات القرن السادس عشر. في أواخر عام 1609 ، قلب غاليليو المجهر المركب رأسًا على عقب للبدء بملاحظاته عن السماء فوقه ، مما غيّر الإدراك البشري للكون بشكل دائم. استخدم روبرت هوك مجهر الضوء المركب ذاتيًا لاستكشاف العالم المجهري ، واسمه النموذج الذي رآه في شرائح خلايا "الفلين" ونشر ملاحظاته الكثيرة في "Micrographia" (1665). أدت الدراسات التي أجراها Hooke و Leeuwenhoek في النهاية إلى نظرية الجراثيم والطب الحديث.