المحتوى
- العدسات في المجهر المركب
- تشريح أجزاء المجهر والوظائف
- التاريخ القديم للعدسات المجهر
- المجاهر الأولى
- التقدم في تكنولوجيا المجهر
- عدسات المجاهر اليوم
أخذ نظرة خاطفة على المجهر يمكن أن يأخذك إلى عالم مختلف. تتشابه الطرق التي يتم بها تكبير المجاهر مع الأشياء على نطاق صغير مع الطريقة التي تتيح لك النظارات والنظارات المكبرة رؤيتها بشكل أفضل.
تعمل المجاهر المركبة بشكل خاص باستخدام ترتيب من العدسات لكسر الضوء لتكبير الخلايا والعينات الأخرى ليأخذك إلى عالم صغير الحجم. يسمى المجهر المجهر المركب عندما يتكون من أكثر من مجموعة من العدسات.
المجاهر المركبة، والمعروفة أيضًا باسم المجاهر الضوئية أو الضوئية ، تعمل عن طريق جعل الصورة تبدو أكبر بكثير من خلال نظامين من العدسات. الأول هو عدسة العين ، أو العدسةالتي تنظر إليها عند استخدام المجهر الذي يتضخم عادةً ما بين خمس مرات و 30 مرة. والثاني هو نظام عدسة موضوعي الذي يكبر باستخدام المقاييس من أربعة أضعاف إلى 100 مرة ، وعادة ما تحتوي المجاهر المركبة على ثلاثة أو أربعة أو خمسة من هذه المجاهر.
العدسات في المجهر المركب
يستخدم نظام العدسة الموضوعي مسافة تركيز صغيرة ، المسافة بين العدسة والعينة أو الكائن الذي يتم فحصه. يتم عرض الصورة الحقيقية للعينة من خلال العدسة الموضوعية لإنشاء صورة وسيطة من حادثة الضوء على العدسة المعروضة على الهدف طائرة الصورة المترافق أو الطائرة الصورة الأساسية.
يؤدي تغيير تكبير العدسة الموضوعية إلى تغيير كيفية زيادة هذه الصورة في هذا الإسقاط. ال طول الأنبوب البصري يشير إلى المسافة من المستوى البؤري الخلفي للهدف إلى مستوى الصورة الأساسي داخل جسم المجهر. تكون صورة الصورة الأساسية إما داخل جسم المجهر نفسه أو داخل العدسة.
ثم يتم عرض الصورة الحقيقية على عين الشخص الذي يستخدم المجهر. عدسة العين تفعل هذا كعدسة مكبرة بسيطة. يوضح هذا النظام من الهدف إلى العين كيفية عمل نظامي العدسات الواحدة تلو الأخرى.
يتيح نظام العدسات المركبة للعلماء والباحثين الآخرين إنشاء ودراسة الصور بتضخيم أعلى بكثير يمكنهم تحقيقه باستخدام مجهر واحد فقط. إذا كنت تحاول استخدام مجهر مع عدسة واحدة لتحقيق هذه التكبيرات ، فستضطر إلى وضع العدسة بالقرب من عينك أو استخدام عدسة واسعة جدًا.
تشريح أجزاء المجهر والوظائف
يمكن أن توضح لك أجزاء ووظائف تشريح المجهر كيف تعمل جميعها معًا عند دراسة العينات. يمكنك تقسيم أقسام المجهر تقريبًا إلى الرأس أو الجسم والقاعدة والذراع مع الرأس في الأعلى والقاعدة في الأسفل والذراع بينهما.
يحتوي الرأس على أنبوب العدسة والعدسة الذي يحافظ على العدسة في مكانها. يمكن أن تكون العدسة أحادية أو مجهرية ، يمكن للأخير استخدام حلقة ضبط الديوبتر لجعل الصورة أكثر اتساقًا.
يحتوي ذراع المجهر على الأهداف التي يمكنك اختيارها ووضعها لمستويات مختلفة من التكبير. تستخدم معظم المجاهر عدسات 4x و 10x و 40x و 100 x تعمل كمقابض محورية تتحكم في عدد مرات تكبير العدسة للصورة. هذا يعني أنهم بنيوا على نفس المحور الذي يستخدمه مقبض الباب للتركيز بشكل جيد ، كما تعني كلمة "متحد المحور". العدسة الموضوعية في وظيفة المجهر
يوجد في الجزء السفلي القاعدة التي تدعم المرحلة ومصدر الضوء الذي ينفذ عبر فتحة ويسمح للصورة بمشروعها عبر بقية المجهر. عادةً ما تستخدم المضخات العالية المراحل الميكانيكية التي تتيح لك استخدام مقابض مختلفة لتحريك كل من اليسار واليمين والخلف.
تتيح لك أداة إيقاف الحامل التحكم في المسافة بين العدسة الموضوعية والشريحة لإلقاء نظرة فاحصة على العينة.
من المهم ضبط الضوء القادم من القاعدة. يستقبل المكثفون الضوء الوارد ويركزونه على العينة. يتيح لك الحجاب الحاجز اختيار مقدار الضوء الذي يصل إلى العينة. تستخدم العدسات في المجهر المركب هذا الضوء في إنشاء الصورة للمستخدم. تستخدم بعض المجاهر المرايا لعكس الضوء على العينة بدلاً من مصدر الضوء.
التاريخ القديم للعدسات المجهر
لقد درس البشر كيف أن الزجاج ينحني الضوء لعدة قرون. استخدم عالم الرياضيات الروماني القديم كلاوديوس بطليموس الرياضيات لشرح زاوية الانكسار الدقيقة حول كيفية انكسار صورة العصا عند وضعها في الماء. وقال انه استخدم هذا لتحديد ثابت الانكسار أو معامل انكسار الماء.
يمكنك استخدام مؤشر الانكسار لتحديد مقدار تغير سرعة الضوء عند تمريرها إلى وسيط آخر. لوسط معين ، استخدم المعادلة لمؤشر الانكسار ن = ج / ت لفهرس الانكسار نسرعة الضوء في الفراغ ج (3.8 × 108 م / ث) وسرعة الضوء في الوسط الخامس.
توضح المعادلات كيف يتباطأ الضوء عند دخول الوسائط مثل الزجاج أو الماء أو الثلج أو أي وسيط آخر ، سواء كان صلبًا أو سائلاً أو غازًا. قد يثبت عمل بطليموس أنه أساسي في الفحص المجهري وكذلك البصريات وغيرها من مجالات الفيزياء.
يمكنك أيضًا استخدام قانون Snells لقياس الزاوية التي ينكسر بها شعاع من الضوء عندما يدخل وسطًا ، بنفس الطريقة التي يستخلص بها بطليموس. تتفوق القانون هو ن1/ ن2 = sinθ2/ sinθ1 إلى عن على θ1 حيث أن الزاوية بين خط شعاع الضوء وخط حافة الوسط قبل أن يدخل الضوء الوسيط و θ2 كما دخلت زاوية بعد الضوء. ن1 و _n2__ _ هل كانت مؤشرات الانكسار للضوء المتوسط موجودة في السابق والضوء المتوسط يدخل.
مع إجراء المزيد من البحوث ، بدأ العلماء في الاستفادة من خصائص الزجاج في القرن الأول الميلادي. بحلول ذلك الوقت ، كان الرومان قد اخترعوا الزجاج وبدأوا في اختباره لاستخداماته في تكبير ما يمكن رؤيته من خلاله.
بدأوا في تجربة أشكال وأحجام مختلفة من النظارات لاكتشاف أفضل طريقة لتضخيم شيء ما من خلال النظر إليه بما في ذلك كيف يمكن أن توجه أشعة الشمس إلى أشعة ضوئية على النار. أطلقوا على هذه العدسات "العدسات المكبرة" أو "النظارات المحترقة".
المجاهر الأولى
قرب نهاية القرن الثالث عشر ، بدأ الناس بصنع النظارات باستخدام العدسات. في عام 1590 ، أجرى رجلان هولنديان ، زكريا يانسن ووالده هانز ، تجارب باستخدام العدسات. اكتشفوا أن وضع العدسات فوق الأخرى في أنبوب يمكن أن يكبر صورة بتكبير أكبر بكثير مما يمكن أن تحققه عدسة واحدة ، وسرعان ما اخترع زكريا المجهر. يظهر هذا التشابه مع نظام العدسات الموضوعي للمجاهر مدى تأخر فكرة استخدام العدسات كنظام.
استخدم مجهر يانسن ترايبود نحاسي طوله حوالي قدمين ونصف. صمم يانسن الأنبوب النحاسي الأساسي الذي استخدمه المجهر بحوالي نصف بوصة أو نصف بوصة في دائرة نصف قطرها. كان للأنبوب النحاسي أقراص في القاعدة وفي كل نهاية.
بدأت تصاميم مجهر أخرى تنشأ من قبل العلماء والمهندسين.استخدم بعضهم نظام أنبوب كبير يضم أنبوبين آخرين انزلقا فيهما. من شأن هذه الأنابيب المصنوعة يدويًا تكبير الأشياء واستخدامها كأساس لتصميم المجاهر الحديثة.
كانت هذه المجاهر صالحة للاستخدام للعلماء حتى الآن. سيقومون بتكبير الصور حوالي تسع مرات مع ترك الصور التي أنشأوها يصعب رؤيتها. بعد سنوات ، بحلول عام 1609 ، كان عالم الفلك غاليليو غاليلي يدرس فيزياء الضوء وكيف سيتفاعل مع المادة بطرق من شأنها أن تكون مفيدة للمجهر والتلسكوب. وأضاف أيضا جهاز لتركيز الصورة على المجهر الخاص به.
استخدم العالم الهولندي أنتوني فيليبس فان ليوينهوك مجهرًا أحادي العدسة في عام 1676 عندما استخدم كرويًا كرويًا صغيرًا ليصبح أول إنسان يراقب البكتيريا مباشرةً ، ويصبح معروفًا باسم "أبو علم الأحياء الدقيقة".
عندما نظر إلى قطرة ماء من خلال عدسة الكرة ، رأى البكتيريا تطفو في الماء. كان يواصل اكتشافاته في تشريح النبات واكتشاف خلايا الدم وصنع المئات من المجاهر بطرق جديدة للتكبير. تمكن أحد هذه المجاهر من استخدام التكبير بمعدل 275 مرة باستخدام عدسة مفردة مع نظام تكبير مزدوج محدب.
التقدم في تكنولوجيا المجهر
جلبت القرون القادمة المزيد من التحسينات على تكنولوجيا المجهر. شهدت القرنين الثامن عشر والتاسع عشر تحسينات على تصميمات المجهر لتحسين الكفاءة والفعالية ، مثل جعل المجاهر نفسها أكثر استقرارًا وأصغر. عالجت أنظمة العدسات المختلفة وقوة العدسات نفسها قضايا التشويش أو عدم الوضوح في الصور التي تنتجها المجاهر.
جلبت التطورات في علم البصريات فهماً أكبر لكيفية انعكاس الصور على الطائرات المختلفة التي يمكن أن تخلقها العدسات. هذا يتيح لمبدعي المجاهر إنشاء صور أكثر دقة خلال هذه التطورات.
في تسعينيات القرن التاسع عشر ، نشر طالب الدراسات العليا الألماني آنذاك ، أوغست كولر ، أعماله حول إضاءة كولر التي ستوزع الضوء لتقليل الوهج البصري ، وتركز الضوء على موضوع المجهر وتستخدم أساليب أكثر دقة للتحكم في الضوء بشكل عام. اعتمدت هذه التقنيات على مؤشر الانكسار ، وحجم التباين في الفتحة بين العينة وضوء المجهر إلى جانب مزيد من التحكم في مكونات مثل الحجاب الحاجز والعدسة.
عدسات المجاهر اليوم
تختلف العدسات اليوم عن تلك التي تركز على ألوان محددة إلى العدسات التي تنطبق على بعض مؤشرات الانكسار. تستخدم أنظمة العدسات الموضوعية هذه العدسات لتصحيح الانحراف اللوني ، وتفاوتات اللون عندما تختلف ألوان الضوء المختلفة قليلاً في الزاوية التي تنكسر فيها. يحدث هذا بسبب الاختلافات في الطول الموجي لألوان مختلفة من الضوء. يمكنك معرفة العدسة المناسبة لما تريد دراسته.
تستخدم العدسات اللونية لإنشاء مؤشرات انكسارية لطول موجتين مختلفتين من الضوء. عموما يتم تسعيرهم بسعر معقول ، وعلى هذا النحو ، تستخدم على نطاق واسع. عدسات شبه عديمة اللونأو عدسات فلوريت ، قم بتغيير مؤشرات الانكسار لثلاث موجات من الضوء لجعلها متماثلة. هذه تستخدم في دراسة مضان.
العدسات اللاصقة، من ناحية أخرى ، استخدم فتحة كبيرة للسماح بالضوء وتحقيق دقة أعلى. انهم يستخدمون لملاحظات مفصلة ، ولكن عادة ما تكون أكثر تكلفة. تعالج عدسات الخطة تأثير انحراف المجال ، وهو الفقد في التركيز عندما تخلق العدسة المنحنية أكبر تركيز للصورة بعيدًا عن المستوى المقصود منه إسقاط الصورة عليها.
تزيد عدسات الغمر من حجم الفتحة باستخدام سائل يملأ الفراغ بين العدسة الموضوعية والعينة ، مما يزيد أيضًا من دقة الصورة.
مع التقدم في تكنولوجيا العدسات والمجاهر ، يحدد العلماء والباحثون الآخرون الأسباب الدقيقة للمرض والوظائف الخلوية المحددة التي تحكم العمليات البيولوجية. أظهرت الأحياء الدقيقة عالمًا كاملًا من الكائنات الحية وراء العين المجردة ، مما قد يؤدي إلى مزيد من النظريات واختبار ما يعنيه أن تكون كائنًا حيويًا وكيف كانت طبيعة الحياة.